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)1003 s40

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 = 3 s 时读数为 40。求时间常数 τ。

y(∞) = 100y(3) = 40
τ = s
2.简单
t (s)y(t)y(∞) = ?

一阶系统 G(s) = 2/(s + 1) 在 t = 0 时从静止开始接收大小为 10 的阶跃输入。 求输出的终值 y(∞)。

G(s) = 2/(s + 1)U = 10
y(∞) =
3.中等
t (s)y(t)0.5ts​ = ?

某系统的传递函数为 G(s) = 12/(s² + 5s + 24),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) = 12/(s² + 5s + 24)
ts = s
4.中等
t (s)y(t)2

某系统的传递函数为 G(s) = 134/(s² + 3s + 67),输入为单位阶跃。 求固有频率 ωn,单位 rad/s。

G(s) = 134/(s² + 3s + 67)
ωn = rad/s
5.困难
R(s)+Ks(s + 10)G(s)C(s)−

单位负反馈回路的 G(s) = K/(s(s + 10))。求使阶跃响应有 25 % 超调量的增益 K。

G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 25 %
K =
6.困难
t (s)y(t)1tp​ = 0.1 s20 %

一个没有零点的二阶系统,其阶跃响应显示出 20 % 的超调量,第一个峰出现在 t = 0.1 s。求固有频率 ωn。

%OS = 20 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s

答案

  1. 1. τ = 5.873 s
  2. 2. y(∞) = 20
  3. 3. ts = 1.6 s
  4. 4. ωn = 8.185 rad/s
  5. 5. K = 153.4
  6. 6. ωn = 35.3 rad/s

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