1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 40/(s² + 11s + 80),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 40/(s² + 11s + 80)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 200 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 13 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 = 50 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 10 kgk = 200 N/mc = 13 N·s/mF = 50 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 192/((s + 4)(s + 12)) 在 ω = 30 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 192/((s + 4)(s + 12))ω = 30 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) = 6/(s(s + 1)(s + 7))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 6/(s(s + 1)(s + 7))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
图中的回路的开环传递函数为 L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))。把增益提高到闭环处于稳定边缘。求持续振荡的频率 ω。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)),求使闭环极点位于 s = −2.5 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))s = −2.5
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 10·t²/2 加到 G(s) = 20(s + 5)/(s²(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 5)/(s²(s + 1))r(t) = 10·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PD 控制器 C(s) = 10 + Kd·s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 1))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的微分增益 Kd。
G(s) = 10/(s(s + 1))Kp = 10ζ = 0.707
Kd = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))单位负反馈
K =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 52/(s(s + 8)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 52/(s(s + 8))H = 1
σ =