1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (4s + 24)/(s² + 6s + 18) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.2)
F(s) = (4s + 24)/(s² + 6s + 18) t = 0.2 s
f(0.2) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 6y′ + 18y = 3u′ + 9u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.25 s จงหา g(0.25)
y″ + 6y′ + 18y = 3u′ + 9u t = 0.25 s
g(0.25) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
พืช G(s) = K/(s(s + 15)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/(s(s + 15)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 20 s(s + 6) G(s) C(s) 1 H − พืช G(s) = 20/(s(s + 6)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 20/(s(s + 6)) H = 1
ωd = rad/s
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 37.5/(s² + 3s + 75) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 37.5/(s² + 3s + 75)
tp = s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 500 N/m c = 60 N·s/m m = 20 kg F = 50 N x(t) มวล m = 20 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 500 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 60 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 50 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด xmax เป็น mm
m = 20 kg k = 500 N/m c = 60 N·s/m F = 50 N
xmax = mm
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 4)(s + 5)(s + 6) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 −9 −10 1 j1 j2 วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 5)(s + 6)(s + 8)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K/((s + 5)(s + 6)(s + 8))
σa =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 5)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 5t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.1 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 5)) r(t) = 5t ess = 0.1
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 10 4 s(s + 8) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 10 ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 4/(s(s + 8)) K = 10
tp = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin L = 2.2 mH R = 220 Ω vout ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RLที่แสดงมีR = 220 Ω, L = 2.2 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 80 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 220 Ω L = 2.2 mH f = 80 kHz
φ = °
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 48/(s(s + 3)(s + 4)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 48/(s(s + 3)(s + 4))
GM = dB