1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 42/(s² + 9s + 42),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。
G(s) = 42/(s² + 9s + 42)
ζ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 4 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 = 100 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 4 kgk = 1000 N/mc = 38 N·s/mF = 100 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 高通滤波器有R = 10 Ω, L = 2.2 mH。输入为140 Hz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 ΩL = 2.2 mHf = 140 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) = K/(s(s + 4)(s + 6))。 求给出 10 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))GM = 10 dB
K =
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 7)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −7 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 + 10)/(s(s + 7))
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) = 20(s + 4)/(s²(s + 10)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 4)/(s²(s + 10))r(t) = 10·t²/2
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 + 4))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.4 的增益 K。
G(s) = 10/(s(s + 4))ζ = 0.4
K =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 34/(s + 7) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 2。 在 R 处施加大小为 24 的阶跃。求稳态输出 css。
G(s) = 34/(s + 7)H = 2R = 24
css =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 3/(s + 4),G₂ = 3/(s + 4),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 0.5。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 3/(s + 4)G₂ = 3/(s + 4)H₁ = 0.5H₂ = 0.5
T(0) =