1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (s + 24)/(s² + 11s + 30) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−5t + B·e−6t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (s + 24)/(s² + 11s + 30)
A =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.25 y(0.25) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 5y′ + 6y = 9·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.25)
y″ + 5y′ + 6y = 9·u(t) u(t) = 5 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.25 s
y(0.25) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 12(s + 3) (s + 1)(s + 7) G(s) C(s) − วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 12(s + 3)/((s + 1)(s + 7)) ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 2 ที่สัญญาณอ้างอิง จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 12(s + 3)/((s + 1)(s + 7)) R = 2
ess =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 19 ตัวควบคุม + D(s) + 9 s + 8 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 19 ขับพืช G(s) = 9/(s + 8) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) ป้อนฟังก์ชันขั้นอ้างอิงขนาด 10 และฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 10 พร้อมกัน จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 19 G(s) = 9/(s + 8) D = 10 R = 10
css =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 50/(s² + 7s + 25) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 50/(s² + 7s + 25)
ωn = rad/s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 12 V R = 447 Ω L = 200 mH C = 1 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 447 Ω, L = 200 mH และ C = 1 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 12 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 447 Ω L = 200 mH C = 1 µF V = 12 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 1)(s + 5) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
ω = rad/s
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −6 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))
sb =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 4t + 10(s + 4) s(s + 2) C(s) − แรมป์ r(t) = 4t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 2)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 2)) r(t) = 4t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + 20 + Kd s 2 s(s + 3) C(s) − ตัวควบคุม PD C(s) = 20 + Kd ·s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 3)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.8
G(s) = 2/(s(s + 3)) Kp = 20 ζ = 0.8
Kd = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −135 −90 −45 0 ω = 2 จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 13(s + 9)/(s(s + 3)) ที่ ω = 2 rad/s เป็นองศา
G(s) = 13(s + 9)/(s(s + 3)) ω = 2 rad/s
∠G(jω) = °
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 1 1 10 10 100 100 1000 1000 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 760/(s(s + 10)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 760/(s(s + 10))
PM = °