1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 18.5/(s² + 8s + 37),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) = 18.5/(s² + 8s + 37)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 0.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 400 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 8 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 = 100 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 0.5 kgk = 400 N/mc = 8 N·s/mF = 100 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 21(s + 3)/(s(s + 14)) 在 ω = 0.5 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 21(s + 3)/(s(s + 14))ω = 0.5 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 128/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 128/(s(s + 8))
ωc = 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 = 96 下运行,L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))。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 + 6)(s + 10))K = 96
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/(s(s + 4)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.3 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0.3
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 2)(s + 10))。求使阶跃输入的稳态误差为 25 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 25 %
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.707 的增益 K。
G(s) = 4/(s(s + 4))ζ = 0.707
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 10/(s + 6) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 4 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环直流增益 T(0)。
G(s) = 10/(s + 6)H₁ = 3K = 4
T(0) =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 14/(s + 1),G₂ = 6/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 14/(s + 1)G₂ = 6/(s + 2)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =