1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
F(s) = (5s + 31)/(s² + 7s + 10) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−2t + B·e−5t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (5s + 31)/(s² + 7s + 10)
A =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 6y′ + 10y = 4u′ + 8u 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″ + 6y′ + 10y = 4u′ + 8ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 8(s + 8)/((s + 1)(s + 6)) ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 2 ที่สัญญาณอ้างอิง จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 8(s + 8)/((s + 1)(s + 6))R = 2
ess =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 19/(s + 2), G₂ = 10/(s + 6) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 0.5 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 1 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 19/(s + 2)G₂ = 10/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 56/(s² + 3s + 28) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
G(s) = 56/(s² + 3s + 28)
ζ =
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 1 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 400 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 6 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 25 N กะทันหัน หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
m = 1 kgk = 400 N/mc = 6 N·s/mF = 25 N
ζ =
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 8)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.707
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.707
K =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
แรมป์ r(t) = 2t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 2)(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 5/(s + 1) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 3 rad/s และ ζ = 0.5 จงหาอัตราขยายสัดส่วน Kp
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.5
Kp =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 47 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 4.6 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 2.2 kΩC = 47 nFf = 4.6 kHz
φ = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 14/(s(s + 1)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 14/(s(s + 1))
PM = °