1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 160/(s² + 9s + 80),输入为单位阶跃。 极点为 s = σ ± jωd。求实部 σ。
G(s) = 160/(s² + 9s + 80)
σ =
2.阶跃响应困难
质量 m = 10 kg 的物体挂在弹簧 k = 500 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 28 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。 求阻尼比 ζ。
m = 10 kgk = 500 N/mc = 28 N·s/mF = 5 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = (s + 20)/(s(s + 2)) 在 ω = 30 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = (s + 20)/(s(s + 2))ω = 30 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) = K/(s(s + 1)(s + 10))。 求给出 3 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))GM = 3 dB
K =
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 + 5))。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 + 5))
ω = rad/s
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −1 之间离开实轴。求分离点 sb。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6))
sb =
7.稳态误差与 PID 控制中等
斜坡 r(t) = 4t 加到 G(s) = 5/(s(s + 4)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 5/(s(s + 4))r(t) = 4t
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K = 2 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s(s + 5))。 用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。
G(s) = 10/(s(s + 5))K = 2
ts = s
9.方框图中等
被控对象 G(s) = 25/(s + 5) 由一个负反馈回路控制,该回路的传感器增益为 H = 0.1。 求闭环的时间常数 τ。
G(s) = 25/(s + 5)H = 0.1
τ = s
10.方框图困难
被控对象 G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)) 放在单位负反馈回路中。 用劳斯–赫尔维茨判据求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))单位负反馈
Kmax =