1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (3s + 33)/(s² + 6s + 9) และหาค่า f(0.6)
F(s) = (3s + 33)/(s² + 6s + 9)t = 0.6 s
f(0.6) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 8y′ + 15y = 0 โดย y(0) = 6 และ y′(0) = −5 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.25)
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 6y′(0) = −5t = 0.25 s
y(0.25) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 5(s + 3)/((s + 1)(s + 5)) ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 1 ที่สัญญาณอ้างอิง จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 3)/((s + 1)(s + 5))R = 1
ess =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 3/(s + 5) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.003
G(s) = 3/(s + 5)D = 0.5css ≤ 0.003
K =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 52/(s² + 3s + 52) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 52/(s² + 3s + 52)
%OS = %
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 2.5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 2000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 21 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 50 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 2.5 kgk = 2000 N/mc = 21 N·s/mF = 50 N
tp = s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 3)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K(s + 12)/(s(s + 4)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −4 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 4))
sb =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 2)(s + 5)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 2 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 2 %
K =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 25 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 10/(s(s + 5))K = 25
%OS = %
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RLที่แสดงมีR = 10 Ω, L = 22 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 290 Hz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 10 ΩL = 22 mHf = 290 Hz
φ = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 24/(s(s + 2)(s + 10)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 24/(s(s + 2)(s + 10))
GM = dB