1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 120/(s² + 10s + 40),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 120/(s² + 10s + 40)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 20 kg 的物体挂在弹簧 k = 2000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 240 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。 求阻尼比 ζ。
m = 20 kgk = 2000 N/mc = 240 N·s/mF = 100 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 470 Ω, L = 4.7 mH。输入为4 kHz的正弦信号。 求增益 |H| = |vout/vin|,以 dB 表示。
R = 470 ΩL = 4.7 mHf = 4 kHz
|H| = 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) = 54/(s(s + 4))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 54/(s(s + 4))
ωc = rad/s
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 + 5))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已给出 L(s) = K/((s + 1)(s + 3)) 的根轨迹。求分离点 sb 处的增益 K,此时两个闭环极点在实轴上相遇。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3))
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 0.5/(10s + 1) 由比例增益 K = 20 在单位负反馈回路中控制。求阶跃输入的稳态误差 ess,以阶跃大小的百分数表示。
G(s) = 0.5/(10s + 1)K = 20
ess = %
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) = 1/(s(s + 2))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的增益 K。
G(s) = 1/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 10/(s + 7) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.2。 在 R 处施加大小为 5 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 10/(s + 7)H = 0.2R = 5
css =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 24/(s(s + 4)) 放在传感器增益为 H = 1 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的虚部 ωd(取正值),单位 rad/s。
G(s) = 24/(s(s + 4))H = 1
ωd = rad/s