1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 52/(s² + 4s + 26),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。
G(s) = 52/(s² + 4s + 26)
ωn = rad/s
2.阶跃响应困难
质量 m = 20 kg 的物体挂在弹簧 k = 200 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 51 N·s/m(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。在静止平衡状态下,突然施加恒力 F = 20 N。 求阻尼比 ζ。
m = 20 kgk = 200 N/mc = 51 N·s/mF = 20 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 20 Ω 两端,其中 L = 50 mH,C = 10 µF。 求 −3 dB 带宽 BW,单位为 Hz。
R = 20 ΩL = 50 mHC = 10 µF
BW = Hz
4.伯德图与裕度困难
一个单位反馈回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))。 求给出 6 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))GM = 6 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 4)/((s − 4)(s + 5)) 在 s = 4 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 4)/((s − 4)(s + 5))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 4·t²/2 加到 G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 4))r(t) = 4·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 8 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 4))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 4/(s(s + 4))K = 8
%OS = %
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 8/(s + 5) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.25。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 8/(s + 5)H = 0.25
τ = s
10.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 4/(s + 4)。在 R = 0 时,大小为 0.5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 0.05 的最小增益 K。
G(s) = 4/(s + 4)D = 0.5css ≤ 0.05
K =