系统结构如下图所示，其中G1（s)=1，。为消除系统跟踪斜坡输入信号时的稳态误差，求前馈校正装置Gc（s)。

已知一阶系统的结构如下图所示。求该系统单位阶跃响应的调整时问t_s；如果要求t_s≤0.1(s)，试问系统的反馈系数应取何值？

由CMOS逻辑门组成的微分型单稳电路如下图所示。其中t_pi为3μs，C_d=50pF，R_d10kΩ，C=0.01μF，R=10kΩ，试对应地画出ν₁、ν_d、ν₀₁、ν_R、ν₀₂、ν₀的波形，并求出输出脉冲宽度。

一激光系统的有关参数如下图(b)所示，能级2→能级1的自发发射爱因斯坦系数为5×10⁴s^-1，自发发射谱线线型近似为三角形，如图(a)所示。若以泵浦速率R₂将粒子激励到能级2后，粒子向下跃迁到能级1，能级1及能级2的寿命均为10μs。假设系统处于稳态，激活介质的折射率为1.76，统计权重f₂=1，f₁=2。

一、二阶系统的电子模拟及阶跃响应的动态分析

一、实验目的

1．学习典型环节的电子模拟方法及在电子模拟器上建立数学模型的方法。

2．学习时域响应的测试方法，树立时域的概念。

3．明确一、二阶系统的阶跃响应及其性能域结构参数的关系。

二、实验内容

1．建立一阶系统的电子模型，观察并测量不同时间常数T的阶跃响应及性能指标调节时间t_s。

2．建立二阶系统的电子模型，观察并测量不同阻尼比ξ时的阶跃响应及性能指标调节时间t_s超调量δ%。

三、实验的原理与方法

1．一阶系统

微分方程(T_s+1)U_c-U_r

传递函数

其模拟运算电路如下图所示。

由图所示

取R₁=R₂

则K=1，T_s=R₂C

选取不同的电阻值，使T分别为0.1s、0.2s、0.5s、1s时，观测并记录阶跃响应，计算调节时间t_s。

2．二阶系统

传递函数

当ω_n=1(rad/s)时，系统的动态结构如下图(b)所示。

根据动态结构图画出模拟运算电路下图。

若取R₂C₂=1，R₃C₃=1

则为观测不同阻尼比对二阶系统的影响，可以选配不同的电阻电容值使阻尼比ξ分别为0.1、0.5、0.7、1。

观察并记录响应曲线、测量H向应性能指标调节时问t_s、超调量σ%。

四、实验设备及元器件

电子模拟器一台

超低频双线长余辉示波器一台

双线笔录仪一台(非必备设备)

直流稳压电源一台

三用表一台

元器件 电容 1μF 2.2μF 4.7μF 6.8μF 10μF

可变电阻 100kΩ 470kΩ

接插件导线接线柱鱼形夹等

已知非线性系统结构图如图8-11所示，描述该系统的动态方程如下：

试求： (1)G1(s)、G2(s)，画出非线性环节的输入输出特性关系曲线。 (2)用描述函数法研究系统的稳定性，若有白振，试求出自振参数。

已知离散系统结构如图7-14所示。

其中：x(k)=x(k)-x(k-1)，c(k)=1．5c(k-1)-5c(k-2)+4x(k-1)。试确定系统的脉冲传递函数G1(z)和G2(z)并判断系统的稳定性。

已知控制系统的结构图如图3．63所示。

试求： (1)当主反馈开路时，系统的单位阶跃响应为：0．5e-t+0．5e-2t，计算G1(s)。 (2)当

，且r(t)=10.l(t)时，求tp、σp、ess。

一激光系统的有关参数如下图4．12(b)所示，能级2→能级1的自发发射爱因斯坦系数为5×104s-1，自发发射谱线线型近似为三角形，如图4．12(a)所示。若以泵浦速率R2将粒子激励到能级2后，粒子向下跃迁到能级1，能级1及能级2的寿命均为10μs。假设系统处于稳态，激活介质的折射率为1．76，统计权重f2=1，f1=2。

(1)求能级2→能级1跃迁中心频率的发射截面； (2)根据图4．13所示激光器参数，计算阈值泵浦速率； (3)从速率方程出发，推导大信号情况下的能级2一能级1反转粒子数密度和中心频率处增益系数表达式(表达式用泵浦速率、能级寿命、能级统计权重和发射截面来表示)。