1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 55/(s(s + 2)(s + 4)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.3)
F(s) = 55/(s(s + 2)(s + 4))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 2y′ + 5y = u′ + 3u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.8 s จงหา g(0.8)
y″ + 2y′ + 5y = u′ + 3ut = 0.8 s
g(0.8) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 8/(s + 9) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 2 จงหาค่าคงที่เวลา τ ของวงปิด
G(s) = 8/(s + 9)H = 2
τ = s
4.แผนภาพบล็อกยาก
พืช G(s) = 12/(s(s + 5)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 12/(s(s + 5))H = 1
ωd = rad/s
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 33/(s² + 2s + 11) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 33/(s² + 2s + 11)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 4)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 2 %
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 2 %
K =
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพทำงานที่ K = 140 และ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))K = 140
m =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K(s + 9)/(s(s + 5)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −5 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดรวมเข้า si
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 5))
si =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 5 + 5t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 5)(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 5 + 5t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PD C(s) = 5 + Kd·s ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.8
G(s) = 10/(s(s + 4))Kp = 5ζ = 0.8
Kd = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 650/((s + 10)(s + 13)) ที่ ω = 0.5 rad/s ใน dB
G(s) = 650/((s + 10)(s + 13))ω = 0.5 rad/s
|G(jω)| = dB
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 90/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 90/(s(s + 4)(s + 5))
ω180 = rad/s