1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 33/(s² + 6s + 34) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.1)
F(s) = 33/(s² + 6s + 34)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 9y′ + 20y = 14u 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″ + 9y′ + 20y = 14ut = 0.25 s
g(0.25) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 14/(s + 8) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 2 จงหาค่าคงที่เวลา τ ของวงปิด
G(s) = 14/(s + 8)H = 2
τ = s
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 2/(s + 9) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 10 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.2222
G(s) = 2/(s + 9)D = 10css ≤ 0.2222
K =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 27/(s² + 9s + 54) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 27/(s² + 9s + 54)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 2 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 30 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 50 N กะทันหัน หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
m = 2 kgk = 5000 N/mc = 30 N·s/mF = 50 N
ζ =
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟีดแบ็กลบและ L(s) = 48/(s(s + 1)(s + 3)) มีโพลวงปิดกี่ตัว N อยู่ในครึ่งระนาบขวา
L(s) = 48/(s(s + 1)(s + 3))
N =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 4)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 2t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.1 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 2tess = 0.1
K =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = 5 + 1/s ขับโรงงาน G(s) = 4/((s + 1)(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 2t
C(s) = 5 + 1/sG(s) = 4/((s + 1)(s + 2))r(t) = 2t
ess =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 14(s + 11)/(s(s + 8)) ที่ ω = 1 rad/s เป็นองศา
G(s) = 14(s + 11)/(s(s + 8))ω = 1 rad/s
∠G(jω) = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 388/(s(s + 8)(s + 9)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 388/(s(s + 8)(s + 9))
GM = dB