1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 30/(s² + 5s + 30),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) = 30/(s² + 5s + 30)
ts = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 1000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 80 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 = 5 N。 求位移的百分比超调量 %OS。
m = 10 kgk = 1000 N/mc = 80 N·s/mF = 5 N
%OS = %
3.伯德图与裕度中等
在图中所示的串联 RLC 带通滤波器中,输出取自 R = 20 Ω 两端,其中 L = 5 mH,C = 1 µF。 求中心(谐振)频率 f0,单位为 Hz。
R = 20 ΩL = 5 mHC = 1 µF
f0 = Hz
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) = 155/(s(s + 5))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 155/(s(s + 5))
ωc = 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 = 64 下运行,L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))。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 + 2)(s + 8))K = 64
m =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于 L(s) = K/((s + 6)(s² + 8s + 20)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。
L(s) = K/((s + 6)(s² + 8s + 20))
θd = °
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 1)),必须以 0.01 的稳态误差跟踪斜坡 r(t) = 10t。求增益 K。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 10tess = 0.01
K =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 25 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 1/(s(s + 2))。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 1/(s(s + 2))K = 25
%OS = %
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 5/(s + 5) 带有一个增益为 H₁ = 3 的内部(次级)负反馈回路。控制器增益 K = 3 和一个外部单位负反馈回路构成闭环系统。 求闭环极点 p。
G(s) = 5/(s + 5)H₁ = 3K = 3
p =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 19/(s + 4),G₂ = 3/(s + 7),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 19/(s + 4)G₂ = 3/(s + 7)H₁ = 1H₂ = 1
T(0) =