1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 188/(s² + 3s + 94),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) = 188/(s² + 3s + 94)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应必须有 20 % 的超调量。求阻尼比 ζ。
%OS = 20 %
ζ =
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 1444/((s + 4)(s + 19)) 在 ω = 20 rad/s 时的精确幅值 |G(jω)|,单位为 dB。
G(s) = 1444/((s + 4)(s + 19))ω = 20 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) = K/(s(s + 5)(s + 6))。 求给出 2 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))GM = 2 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 3)) 在 s = 1 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 + 2)/((s − 1)(s + 3))
Kmin =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 6)/(s(s + 2)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −2 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 + 6)/(s(s + 2))
sb =
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) = 2(s + 1)/(s²(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 1)/(s²(s + 2))r(t) = 10·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = Kp + Ki/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 10 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 1(s + 4)/((s + 3)(s + 6))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 1(s + 4)/((s + 3)(s + 6))R = 2
ess =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 4)(s + 6)(s + 7)) 放在单位负反馈回路中。 在最大稳定增益时回路发生振荡。求振荡频率 ω,单位 rad/s。
G(s) = K/((s + 4)(s + 6)(s + 7))单位负反馈
ω = rad/s