1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 65/(s² + 13s + 65),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 65/(s² + 13s + 65)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 20 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 28 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。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 20 kgk = 1000 N/mc = 28 N·s/mF = 20 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 47 kΩ, C = 4.7 nF。输入为7.2 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 47 kΩC = 4.7 nFf = 7.2 kHz
φ = °
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) = 500/(s(s + 5)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 500/(s(s + 5)(s + 9))
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 + 2)(s + 6))。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 + 2)(s + 6))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 4)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −4 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 4))
si =
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 1/(2s + 1) 由比例增益 K = 19 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) = 1/(2s + 1)K = 19
ess = %
8.稳态误差与 PID 控制困难
PI 控制器 C(s) = 5 + 5/s 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/((s + 1)(s + 2))。求斜坡输入 r(t) = 2t 的稳态误差 ess。
C(s) = 5 + 5/sG(s) = 2/((s + 1)(s + 2))r(t) = 2t
ess =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 2(s + 2)/((s + 4)(s + 7))。在参考输入处施加大小为 5 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 2)/((s + 4)(s + 7))R = 5
ess =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 16/(s + 5),G₂ = 10/(s + 4),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 = 16/(s + 5)G₂ = 10/(s + 4)H₁ = 2H₂ = 0.1
T(0) =