1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.25 f(0.25) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (5s + 27)/(s² + 4s + 4) และหาค่า f(0.25)
F(s) = (5s + 27)/(s² + 4s + 4) t = 0.25 s
f(0.25) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.6 y(0.6) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 4y′ + 3y = 6·u(t) โดย y(0) = 4 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.6)
y″ + 4y′ + 3y = 6·u(t) y(0) = 4 y′(0) = 0 u(t) = 5 t = 0.6 s
y(0.6) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 6)(s + 8) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 6)(s + 8)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 6)(s + 8)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 30 s(s + 5) G(s) C(s) 0.5 H − พืช G(s) = 30/(s(s + 5)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.5 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 30/(s(s + 5)) H = 0.5
ωd = rad/s
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 126/(s² + 7s + 42) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 126/(s² + 7s + 42)
tp = s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 2000 N/m c = 60 N·s/m m = 20 kg F = 10 N x(t) มวล m = 20 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 2000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 60 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 10 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด xmax เป็น mm
m = 20 kg k = 2000 N/m c = 60 N·s/m F = 10 N
xmax = mm
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 11 s(s + 1)(s + 4) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 11)/(s(s + 1)(s + 4)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 −9 −10 1 j1 j2 root locus ของ L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −1 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))
sb =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 5 + 2t + 4 s(s + 10) C(s) − อินพุต r(t) = 5 + 2t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4/(s(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4/(s(s + 10)) r(t) = 5 + 2t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 1 10 s(s + 2) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 1 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 10/(s(s + 2)) K = 1
%OS = %
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 22 nF R = 2.2 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 22 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 1.6 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 2.2 kΩ C = 22 nF f = 1.6 kHz
φ = °
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 5 dB
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) GM = 5 dB
K =