1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 57/(s² + 9s + 57),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) = 57/(s² + 9s + 57)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 20 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.1 s。求固有频率 ωn。
%OS = 20 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 10 kΩ, C = 4.7 nF。输入为14 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 10 kΩC = 4.7 nFf = 14 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) = 2800/(s(s + 20))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 2800/(s(s + 20))
PM = °
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 + 3)(s + 8))。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 + 3)(s + 8))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
某单位负反馈回路的 L(s) = K(s + 1)/(s(s + 2)(s + 3))。求根轨迹渐近线与实轴的交点 σa。
L(s) = K(s + 1)/(s(s + 2)(s + 3))
σa =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 10 + 3t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 1)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 1))r(t) = 10 + 3t
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) = 5/(s + 4)。闭环必须满足 ωₙ = 8 rad/s 和 ζ = 1。求比例增益 Kp。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 8 rad/sζ = 1
Kp =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 8(s + 8)/((s + 7)(s + 9))。在参考输入处施加大小为 10 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 8(s + 8)/((s + 7)(s + 9))R = 10
ess =
10.方框图困难
被控对象 G(s) = 76/(s(s + 9)) 放在传感器增益为 H = 0.5 的负反馈回路中。闭环极点是复数。 求它们的实部 σ。
G(s) = 76/(s(s + 9))H = 0.5
σ =