1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 71/(s² + 10s + 71),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 71/(s² + 10s + 71)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 1 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 38 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。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 1 kgk = 1000 N/mc = 38 N·s/mF = 20 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 22 kΩ, C = 100 nF。输入为290 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 22 kΩC = 100 nFf = 290 Hz
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) = 14/(s(s + 1)(s + 6))。 求相位穿越频率 ω180,即 ∠L(jω) = −180° 处。
L(s) = 14/(s(s + 1)(s + 6))
ω180 = 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 = 97.5 下运行,L(s) = K/(s(s + 3)(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 + 3)(s + 10))K = 97.5
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 + 8)) 的根轨迹。求使闭环极点的阻尼比为 ζ = 0.6 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.6
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
过程 G(s) = 5/(5s + 1) 由比例增益 K = 9 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) = 5/(5s + 1)K = 9
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) = 10/(s(s + 5))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.8 的增益 K。
G(s) = 10/(s(s + 5))ζ = 0.8
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 2/(s + 8) 带有一个增益为 H₁ = 5 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 19 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) = 2/(s + 8)H₁ = 5K = 19
T(0) =
10.方框图困难
比例控制器 K = 28 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 7/(s + 8)。扰动 D 在被控对象输入处进入(加到控制器输出上)。 令 R = 0,施加大小为 0.5 的扰动阶跃。求稳态输出 css。
K = 28G(s) = 7/(s + 8)D = 0.5R = 0
css =