ورقة عمل خطأ الحالة المستقرة والتحكم PID مع الإجابات

ورقة عمل مجانية قابلة للطباعة في خطأ الحالة المستقرة والتحكم PID: 6 مسألة من السهل إلى مستوى الامتحان، مع مفتاح الإجابات. اطبعها أو احفظها بصيغة PDF.

للمعلمين: يمكن طباعتها ونسخها واستخدامها في الصف مجانًا. كل ورقة عمل جديدة لها قيم جديدة ومفتاح إجابات خاص بها. نقدّر إضافة رابط إلى ExamProblems في صفحة مقررك.

الاسم: ____________________   التاريخ: ____________

1.سهلة
r(t) = 5+K = 51s + 10y(t)−

يتحكم متحكم تناسبي K = 5 في المحطة G(s) = 1/(s + 10) ضمن حلقة تغذية عكسية وحدوية. تُطبَّق خطوة بحجم 5. أوجد القيمة النهائية للخرج y(∞).

G(s) = 1/(s + 10)K = 5r = 5
y(∞) =
2.سهلة
R(s)+4(s + 2)s²(s + 2)C(s)−

لحلقة تغذية عكسية وحدوية دالة نقل الحلقة المفتوحة G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 2)). أوجد ثابت خطأ التسارع Ka.

G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 2))
Ka =
3.متوسطة
r(t) = 0,5·t²/2+5(s + 3)s²(s + 5)C(s)−

يُطبَّق الدخل القطعي المكافئ r(t) = 0,5·t²/2 على حلقة تغذية عكسية وحدوية فيها G(s) = 5(s + 3)/(s²(s + 5)). أوجد خطأ الحالة المستقرة ess.

G(s) = 5(s + 3)/(s²(s + 5))r(t) = 0,5·t²/2
ess =
4.متوسطة
R(s)+K(s + 4)(s + 5)C(s)−

لحلقة تغذية عكسية وحدوية G(s) = K/((s + 4)(s + 5)). أوجد الكسب K الذي يعطي خطأ حالة مستقرة قدره 20 % لدخل خطوة.

G(s) = K/((s + 4)(s + 5))ess = 20 %
K =
5.صعبة
R(s)+K = 255s(s + 4)C(s)−

يتحكم متحكم تناسبي K = 25 في المحطة G(s) = 5/(s(s + 4)) ضمن حلقة تغذية عكسية وحدوية. أوجد زمن الاستقرار ts عند 2 % للاستجابة الخطوية باستخدام ts ≈ 4/(ζωₙ).

G(s) = 5/(s(s + 4))K = 25
ts = s
6.صعبة
R(s)+25 + Kd​s10s(s + 4)C(s)−

يتحكم متحكم PD بالصيغة C(s) = 25 + Kd·s في المحطة G(s) = 10/(s(s + 4)) ضمن حلقة تغذية عكسية وحدوية. أوجد كسب المشتقة Kd الذي يعطي الحلقة المغلقة نسبة تخميد ζ = 0,6.

G(s) = 10/(s(s + 4))Kp = 25ζ = 0,6
Kd = s

مفتاح الإجابات

  1. 1. y(∞) = 1,667
  2. 2. Ka = 4
  3. 3. ess = 0,1667
  4. 4. K = 80
  5. 5. ts = 2 s
  6. 6. Kd = 1,497 s

حلول كاملة خطوة بخطوة: تدرّب على هذا الموضوع في examproblems.com.