1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 81/(s² + 10s + 81),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的峰值时间 tp。
G(s) = 81/(s² + 10s + 81)
tp = s
2.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 5000 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 112 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 = 100 N。 求位移最大的时刻 tp。
m = 2.5 kgk = 5000 N/mc = 112 N·s/mF = 100 N
tp = s
3.伯德图与裕度中等
图中所示的RC 高通滤波器有R = 1 kΩ, C = 47 nF。输入为10 kHz的正弦信号。 求 vout 相对于 vin 的相移 φ,单位为度。
R = 1 kΩC = 47 nFf = 10 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) = 866/(s(s + 8)(s + 9))。 求增益裕度 GM,单位为 dB。
L(s) = 866/(s(s + 8)(s + 9))
GM = dB
5.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹中等
对象 G(s) = (s + 4)/((s − 1)(s + 2)) 在 s = 1 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。
G(s) = (s + 4)/((s − 1)(s + 2))
Kmin =
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 + 8)),求使闭环极点位于 s = −1 的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))s = −1
K =
7.稳态误差与 PID 控制中等
抛物线输入 r(t) = 1·t²/2 加到 G(s) = 2(s + 4)/(s²(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 4)/(s²(s + 5))r(t) = 1·t²/2
ess =
8.稳态误差与 PID 控制困难
比例控制器 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 4/(s(s + 6))。求使闭环阻尼比 ζ = 0.6 的增益 K。
G(s) = 4/(s(s + 6))ζ = 0.6
K =
9.方框图中等
单位负反馈回路的 G(s) = 2(s + 4)/((s + 2)(s + 6))。在参考输入处施加大小为 2 的阶跃。求稳态误差 ess。
G(s) = 2(s + 4)/((s + 2)(s + 6))R = 2
ess =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 3/(s + 5),G₂ = 8/(s + 2),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 0.5,外部有负反馈 H₂ = 1。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 3/(s + 5)G₂ = 8/(s + 2)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =