1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 90/(s² + 15s + 90),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 90/(s² + 15s + 90)
%OS = %
2.阶跃响应困难
质量 m = 5 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 95 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 = 20 N。 求阻尼比 ζ。
m = 5 kgk = 5000 N/mc = 95 N·s/mF = 20 N
ζ =
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RL 低通滤波器有R = 220 Ω, L = 22 mH。输入为3.2 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 220 ΩL = 22 mHf = 3.2 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) = 40/(s(s + 8))。 求增益穿越频率 ωc,即 |L(jω)| = 1 处。
L(s) = 40/(s(s + 8))
ωc = rad/s
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 + 8))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
ω = rad/s
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 0.5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 20(s + 2)/(s(s + 2)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 20(s + 2)/(s(s + 2))r(t) = 5 + 0.5t
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) = 1/(s + 5)。闭环必须满足 ωₙ = 5 rad/s 和 ζ = 0.7。求积分增益 Ki。
G(s) = 1/(s + 5)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.7
Ki =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 58/(s(s + 7))。参考输入是斜坡 r(t) = 1·t。求稳态误差 ess。
G(s) = 58/(s(s + 7))r(t) = 1·t
ess =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 8/(s + 5),G₂ = 3/(s + 5),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.25。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 8/(s + 5)G₂ = 3/(s + 5)H₁ = 1H₂ = 0.25
T(0) =