1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (s + 29)/(s² + 8s + 17) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.2)
F(s) = (s + 29)/(s² + 8s + 17) t = 0.2 s
f(0.2) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.5 y(0.5) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 5y′ + 4y = 20·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 10 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.5)
y″ + 5y′ + 4y = 20·u(t) u(t) = 10 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.5 s
y(0.5) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
พืช G(s) = K/(s(s + 14)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/(s(s + 14)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 50 s(s + 4) G(s) C(s) 2 H − พืช G(s) = 50/(s(s + 4)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 2 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 50/(s(s + 4)) H = 2
ωd = rad/s
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 27.5/(s² + 5s + 55) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 27.5/(s² + 5s + 55)
σ =
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 12 V R = 4 Ω L = 10 mH C = 22 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 4 Ω, L = 10 mH และ C = 22 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 12 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 4 Ω L = 10 mH C = 22 µF V = 12 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 2)(s + 4)(s + 6) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 2)/((s + 10)(s + 1)(s + 5)(s + 8)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K(s + 2)/((s + 10)(s + 1)(s + 5)(s + 8))
σa =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 4·t²/2 + 5(s + 5) s²(s + 1) C(s) − อินพุตพาราโบลา r(t) = 4·t²/2 ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 5(s + 5)/(s²(s + 1)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 5)/(s²(s + 1)) r(t) = 4·t²/2
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
r(t) = 2t + 5 + 10/s 20 (s + 5)(s + 10) C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = 5 + 10/s ขับโรงงาน G(s) = 20/((s + 5)(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 2t
C(s) = 5 + 10/s G(s) = 20/((s + 5)(s + 10)) r(t) = 2t
ess =
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 1 nF R = 3.3 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 3.3 kΩ, C = 1 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 140 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout /vin | ใน dB
R = 3.3 kΩ C = 1 nF f = 140 kHz
|H| = dB
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 12.5/(s(s + 1)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 12.5/(s(s + 1))
ωc = rad/s