1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 36/(s² + 6s + 18),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) = 36/(s² + 6s + 18)
ts = s
2.阶跃响应困难
一个串联 RLC 电路,R = 42 Ω,L = 10 mH,C = 2 µF,在 t = 0 时接到 5 V 的阶跃上。电容未充电,阶跃之前没有电流。 求电容电压的峰值 vC,max。
R = 42 ΩL = 10 mHC = 2 µFV = 5 V
vC,max = V
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 7(s + 7)/(s(s + 4)) 在 ω = 1 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 7(s + 7)/(s(s + 4))ω = 1 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 28/(s(s + 8))。 求相位裕度 PM,单位为度。
L(s) = 28/(s(s + 8))
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 + 2)(s + 4))。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 + 4))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
对于回路 L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)),求使闭环极点位于 s = −1 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))s = −1
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
某单位负反馈回路的 G(s) = K/((s + 4)(s + 5))。求使阶跃输入的稳态误差为 4 % 的增益 K。
G(s) = K/((s + 4)(s + 5))ess = 4 %
K =
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) = 2/(s + 2)。闭环必须满足 ωₙ = 3 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 2/(s + 2)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 8/(s(s + 6))。参考输入是斜坡 r(t) = 2·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 8/(s(s + 6))r(t) = 2·t
ess =
10.方框图困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中驱动被控对象 G(s) = 3/(s + 1)。在 R = 0 时,大小为 5 的扰动阶跃在被控对象输入处进入。求使稳态输出不超过 1.5 的最小增益 K。
G(s) = 3/(s + 1)D = 5css ≤ 1.5
K =