阶跃响应练习卷(附答案)

免费可打印的阶跃响应练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
t (s)y(t)10010 s80

在 t = 0 时对一个一阶过程施加阶跃。输出从 0 开始,最终趋于 100。在 t = 10 s 时读数为 80。求时间常数 τ。

y(∞) = 100y(10) = 80
τ = s
2.简单
t (s)y(t)50.4 s?

一阶系统 G(s) = 2.5/(2s + 1) 在 t = 0 时从静止开始接收大小为 2 的阶跃输入。 求 t = 0.4 s 时的输出 y(0.4)。

G(s) = 2.5/(2s + 1)U = 2t = 0.4 s
y(0.4) =
3.中等
t (s)y(t)2

某系统的传递函数为 G(s) = 166/(s² + 5s + 83),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。

G(s) = 166/(s² + 5s + 83)
ωn = rad/s
4.中等
t (s)y(t)1ts​ = ?

某系统的传递函数为 G(s) = 58/(s² + 5s + 58),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) = 58/(s² + 5s + 58)
ts = s
5.困难
R(s)+Ks(s + 12)G(s)C(s)−

单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 12))。求使阶跃响应有 2 % 超调量的增益 K。

G(s) = K/(s(s + 12))%OS = 2 %
K =
6.困难
R(s)+120s(s + 12)G(s)C(s)−

单位负反馈回路的 G(s) = 120/(s(s + 12))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。

G(s) = 120/(s(s + 12))
ts = s

答案

  1. 1. τ = 6.213 s
  2. 2. y(0.4) = 0.9063
  3. 3. ωn = 9.11 rad/s
  4. 4. ts = 1.6 s
  5. 5. K = 59.22
  6. 6. ts = 0.6667 s

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