1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
F(s) = (4s + 5)/(s² + 5s + 6) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−2t + B·e−3t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (4s + 5)/(s² + 5s + 6)
A =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + 3y′ + 2y = 2·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(1)
y″ + 3y′ + 2y = 2·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 1 s
y(1) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 6/(s + 2) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 2 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 13 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 6/(s + 2)H₁ = 2K = 13
T(0) =
4.แผนภาพบล็อกยาก
พืช G(s) = 32/(s(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 32/(s(s + 9))H = 1
ωd = rad/s
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 62/(s² + 8s + 62) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 62/(s² + 8s + 62)
ωn = rad/s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 4 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 200 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 34 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 25 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 4 kgk = 200 N/mc = 34 N·s/mF = 25 N
%OS = %
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/(s(s + 3)(s + 1)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 1))
σa =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 2/(5s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 20 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 2/(5s + 1)K = 20
ess = %
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PD C(s) = 5 + Kd·s ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.5
G(s) = 4/(s(s + 2))Kp = 5ζ = 0.5
Kd = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 100 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 1.4 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout/vin| ใน dB
R = 2.2 kΩC = 100 nFf = 1.4 kHz
|H| = dB
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 9/(s(s + 1)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 9/(s(s + 1))
ωc = rad/s