1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 201/(s² + 5s + 67),输入为单位阶跃。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 201/(s² + 5s + 67)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 2 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 6 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。 求位移最大的时刻 tp。
m = 2 kgk = 100 N/mc = 6 N·s/mF = 20 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 10/((s + 1)(s + 2)) 在 ω = 3 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 10/((s + 1)(s + 2))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 148/(s(s + 4)(s + 9))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 148/(s(s + 4)(s + 9))
ω180 = rad/s
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路在 K = 1.2 下运行,L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))。在闭环变得不稳定之前,增益最多可以提高到原来的多少倍 m?
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))K = 1.2
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求分离点 sb。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 2))r(t) = 10 + 5t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 5/(s(s + 8))。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 25
tp = s
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 40/(s(s + 1))。参考输入是斜坡 r(t) = 1·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 40/(s(s + 1))r(t) = 1·t
ess =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 10/(s + 5),G₂ = 6/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 2,外部有负反馈 H₂ = 0.1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 10/(s + 5)G₂ = 6/(s + 7)H₁ = 2H₂ = 0.1
T(0) =