1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (5s + 23)/(s² + 8s + 16) และหาค่า f(0.2)
F(s) = (5s + 23)/(s² + 8s + 16)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 9y′ + 20y = 3u′ + 14u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.2 s จงหา g(0.2)
y″ + 9y′ + 20y = 3u′ + 14ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = K/(s(s + 5)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/(s(s + 5))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 7 ขับพืช G(s) = 7/(s + 4) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) เมื่อ R = 0 ป้อนฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 10 จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 7G(s) = 7/(s + 4)D = 10R = 0
css =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 4/(s² + s + 8) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 4/(s² + s + 8)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 19 Ω, L = 200 mH และ C = 22 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 5 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาความถี่ธรรมชาติแบบไม่หน่วง ωn เป็น rad/s
R = 19 ΩL = 200 mHC = 22 µFV = 5 V
ωn = rad/s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 5)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 2 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 5))
Kmin =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 3)(s² + 2s + 17)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 3)(s² + 2s + 17))
θd = °
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 10 + 2t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 5(s + 1)/(s(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 1)/(s(s + 4))r(t) = 10 + 2t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 16 ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 2/(s(s + 8))K = 16
ts = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 720/((s + 4)(s + 20)) ที่ ω = 2 rad/s ใน dB
G(s) = 720/((s + 4)(s + 20))ω = 2 rad/s
|G(jω)| = dB
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 6/(s(s + 2)(s + 3)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 6/(s(s + 2)(s + 3))
ω180 = rad/s