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。

教师请注意: 可免费打印、复印并在课堂上使用。每份新练习题都有新的数值和独立的答案。欢迎在课程页面添加指向 ExamProblems 的链接。

姓名: ____________________   日期: ____________

1.简单
t (s)y(t)1010 s4

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 10。在 t = 10 s 时读数为 4。求时间常数 τ。

y(∞) = 10y(10) = 4
τ = s
2.简单
t (s)y(t)204 s?

一阶系统 G(s) = 1/(4s + 1) 在 t = 0 时从静止开始接收大小为 20 的阶跃输入。 求 t = 4 s 时的输出 y(4)。

G(s) = 1/(4s + 1)U = 20t = 4 s
y(4) =
3.中等
t (s)y(t)1

某系统的传递函数为 G(s) = 95/(s² + 4s + 95),输入为单位阶跃。 求阻尼比 ζ。

G(s) = 95/(s² + 4s + 95)
ζ =
4.中等
t (s)y(t)1ts​ = ?

某系统的传递函数为 G(s) = 65/(s² + 4s + 65),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) = 65/(s² + 4s + 65)
ts = s
5.困难
R(s)+155s(s + 8)G(s)C(s)−

单位负反馈回路的 G(s) = 155/(s(s + 8))。用 ts ≈ 4/(ζωₙ),求闭环阶跃响应的 2 % 调节时间 ts。

G(s) = 155/(s(s + 8))
ts = s
6.困难
t (s)y(t)1tp​ = 2 s40 %

一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 40 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 2 s。求固有频率 ωn。

%OS = 40 %tp = 2 s
ωn = rad/s

答案

  1. 1. τ = 19.58 s
  2. 2. y(4) = 12.64
  3. 3. ζ = 0.2052
  4. 4. ts = 2 s
  5. 5. ts = 1 s
  6. 6. ωn = 1.636 rad/s

完整分步解答:请在 examproblems.com 上练习本主题。