1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 55/(s(s + 3)(s + 6)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.3)
F(s) = 55/(s(s + 3)(s + 6))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 6y′ + 8y = 2u′ + 19u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.6 s จงหา g(0.6)
y″ + 6y′ + 8y = 2u′ + 19ut = 0.6 s
g(0.6) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 26/(s + 9) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 2 จงหาค่าคงที่เวลา τ ของวงปิด
G(s) = 26/(s + 9)H = 2
τ = s
4.แผนภาพบล็อกยาก
ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 18/(s + 3), G₂ = 2/(s + 3) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 0.5 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.1 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 18/(s + 3)G₂ = 2/(s + 3)H₁ = 0.5H₂ = 0.1
T(0) =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 8/(s² + s + 8) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 8/(s² + s + 8)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์พุ่งเกิน 30 % และยอดแรกเกิดที่ t = 1.5 s จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn
%OS = 30 %tp = 1.5 s
ωn = rad/s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 8)/((s − 3)(s + 2)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 3 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 8)/((s − 3)(s + 2))
Kmin =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 10 + 1t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 50/(s(s + 2)(s + 5)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 50/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 10 + 1t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PD C(s) = 25 + Kd·s ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.9
G(s) = 10/(s(s + 4))Kp = 25ζ = 0.9
Kd = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 168/((s + 2)(s + 12)) ที่ ω = 1 rad/s ใน dB
G(s) = 168/((s + 2)(s + 12))ω = 1 rad/s
|G(jω)| = dB
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 16/(s(s + 1)(s + 5)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 16/(s(s + 1)(s + 5))
GM = dB