1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.75 f(0.75) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (2s + 29)/(s² + 4s + 4) และหาค่า f(0.75)
F(s) = (2s + 29)/(s² + 4s + 4) t = 0.75 s
f(0.75) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 2y′ + 5y = 3u′ + 16u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.5 s จงหา g(0.5)
y″ + 2y′ + 5y = 3u′ + 16u t = 0.5 s
g(0.5) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 3 K + 1 s + 8 G(s) C(s) 3 H₁ − − พืช G(s) = 1/(s + 8) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 3 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 3 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 1/(s + 8) H₁ = 3 K = 3
T(0) =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 18 s + 3 G₁ + 1 s + 4 G₂ C(s) 2 H₁ − 0.5 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 18/(s + 3), G₂ = 1/(s + 4) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.5 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 18/(s + 3) G₂ = 1/(s + 4) H₁ = 2 H₂ = 0.5
T(0) =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 186/(s² + 10s + 62) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 186/(s² + 10s + 62)
σ =
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 24 V R = 103 Ω L = 50 mH C = 4.7 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 103 Ω, L = 50 mH และ C = 4.7 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 24 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 103 Ω L = 50 mH C = 4.7 µF V = 24 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 6)(s + 8) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 5)(s² + 2s + 2)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 5)(s² + 2s + 2))
θd = °
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 2)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 1t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.1 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 2)) r(t) = 1t ess = 0.1
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 10 2 s(s + 4) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 10 ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 2/(s(s + 4)) K = 10
tp = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 1 nF R = 10 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 10 kΩ, C = 1 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 160 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 10 kΩ C = 1 nF f = 160 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) = 152/(s(s + 4)(s + 8)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 152/(s(s + 4)(s + 8))
ω180 = rad/s