1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.75 f(0.75) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 35/(s(s + 2)(s + 6)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.75)
F(s) = 35/(s(s + 2)(s + 6)) t = 0.75 s
f(0.75) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t) โดย y(0) = 6 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 1 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.1)
y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t) y(0) = 6 y′(0) = 0 u(t) = 1 t = 0.1 s
y(0.1) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 27 s + 5 G(s) C(s) 0.2 H − พืช G(s) = 27/(s + 5) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.2 ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 2 ที่ R จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
G(s) = 27/(s + 5) H = 0.2 R = 2
css =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K ตัวควบคุม + D(s) + 3 s + 10 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 3/(s + 10) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.0015
G(s) = 3/(s + 10) D = 0.5 css ≤ 0.0015
K =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 86/(s² + 3s + 86) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 86/(s² + 3s + 86)
%OS = %
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 400 N/m c = 4 N·s/m m = 1 kg F = 100 N x(t) มวล m = 1 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 400 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 4 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 100 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด xmax เป็น mm
m = 1 kg k = 400 N/m c = 4 N·s/m F = 100 N
xmax = mm
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K = 19.2 1 s(s + 2)(s + 4) C(s) − วงในแผนภาพทำงานที่ K = 19.2 และ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) K = 19.2
m =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 4)(s² + 4s + 20)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 4)(s² + 4s + 20))
θd = °
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 10 + 5t + 50 s(s + 4) C(s) − อินพุต r(t) = 10 + 5t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 50/(s(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 50/(s(s + 4)) r(t) = 10 + 5t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 4 10 s(s + 5) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 4 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 10/(s(s + 5)) K = 4
tp = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 1000 1000 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −135 −90 −45 0 ω = 3 จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 20(s + 12)/(s(s + 5)) ที่ ω = 3 rad/s เป็นองศา
G(s) = 20(s + 12)/(s(s + 5)) ω = 3 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 22/(s(s + 2)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 22/(s(s + 2))
PM = °