1.阶跃响应中等
某系统的传递函数为 G(s) = 100/(s² + 7s + 50),输入为单位阶跃。 求阶跃响应的百分比超调量 %OS。
G(s) = 100/(s² + 7s + 50)
%OS = %
2.阶跃响应困难
质量 m = 2.5 kg 的物体挂在弹簧 k = 100 N/m 上,带有黏性阻尼器 c = 5 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 = 50 N。 求最大位移 xmax,单位 mm。
m = 2.5 kgk = 100 N/mc = 5 N·s/mF = 50 N
xmax = mm
3.伯德图与裕度中等
求 G(s) = 2(s + 17)/(s(s + 5)) 在 ω = 3 rad/s 时的相位 ∠G(jω),单位为度。
G(s) = 2(s + 17)/(s(s + 5))ω = 3 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 + 3)(s + 10))。 求给出 4 dB 增益裕度的增益 K。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))GM = 4 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 + 4)(s + 8))。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))
Kmax =
6.稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹困难
L(s) = K(s + 13)/(s(s + 8)) 的根轨迹在 s = 0 与 s = −8 之间离开实轴,绕一圈后在零点左侧再次汇入实轴。求汇合点 si。
L(s) = K(s + 13)/(s(s + 8))
si =
7.稳态误差与 PID 控制中等
输入 r(t) = 5 + 5t(阶跃加斜坡)加到 G(s) = 10(s + 1)/(s(s + 4)(s + 5)) 的单位负反馈回路上。求稳态误差 ess。
G(s) = 10(s + 1)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5 + 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) = 10/(s + 1)。闭环必须满足 ωₙ = 6 rad/s 和 ζ = 0.6。求比例增益 Kp。
G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.方框图中等
被控对象 G(s) = K/(s(s + 6)) 放在单位负反馈回路中。求使闭环处于临界阻尼(两个相等的实极点)的增益 K。
G(s) = K/(s(s + 6))单位负反馈
K =
10.方框图困难
化简方框图,其中 G₁ = 9/(s + 3),G₂ = 5/(s + 1),G₂ 周围有内部负反馈 H₁ = 1,外部有负反馈 H₂ = 0.2。求 C(s)/R(s) 的直流增益 T(0)。
G₁ = 9/(s + 3)G₂ = 5/(s + 1)H₁ = 1H₂ = 0.2
T(0) =