1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (s + 24)/(s² + 4s + 4) และหาค่า f(0.2)
F(s) = (s + 24)/(s² + 4s + 4)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 8y′ + 12y = 6u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.3 s จงหา g(0.3)
y″ + 8y′ + 12y = 6ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 5/(s + 3) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 9 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 5/(s + 3)H₁ = 1K = 9
T(0) =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 7/(s + 3) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.01167
G(s) = 7/(s + 3)D = 0.5css ≤ 0.01167
K =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 17/(s² + s + 17) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
G(s) = 17/(s² + s + 17)
ζ =
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์พุ่งเกิน 50 % และยอดแรกเกิดที่ t = 0.1 s จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn
%OS = 50 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −6 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))
sb =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 5/(1s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 20 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 5/(1s + 1)K = 20
ess = %
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s + 4) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 5 rad/s และ ζ = 0.5 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.5
Ki =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 4.7 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 3.1 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout/vin| ใน dB
R = 2.2 kΩC = 4.7 nFf = 3.1 kHz
|H| = dB
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 24/(s(s + 2)(s + 10)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 24/(s(s + 2)(s + 10))
ω180 = rad/s