1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
Re Im −5 −10 −15 −20 −25 −30 −35 −40 จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (s + 39)/(s² + 6s + 10) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.25)
F(s) = (s + 39)/(s² + 6s + 10) t = 0.25 s
f(0.25) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 10y′ + 24y = 12·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.1)
y″ + 10y′ + 24y = 12·u(t) u(t) = 5 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.1 s
y(0.1) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 14 K + 1 s + 6 G(s) C(s) 2 H₁ − − พืช G(s) = 1/(s + 6) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 2 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 14 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาโพลวงปิด p
G(s) = 1/(s + 6) H₁ = 2 K = 14
p =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 22 ตัวควบคุม + D(s) + 8 s + 5 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 22 ขับพืช G(s) = 8/(s + 5) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) เมื่อ R = 0 ป้อนฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 2 จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 22 G(s) = 8/(s + 5) D = 2 R = 0
css =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 55/(s² + 9s + 55) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 55/(s² + 9s + 55)
%OS = %
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 24 V R = 537 Ω L = 200 mH C = 1 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 537 Ω, L = 200 mH และ C = 1 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 24 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 537 Ω L = 200 mH C = 1 µF V = 24 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 1)(s + 3)(s + 6) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 6))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 1 j1 j2 root locus ของ L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −1 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดรวมเข้า si
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1))
si =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 4) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 4)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 2 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 4)) ess = 2 %
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
r(t) = 1t + 1 + 10/s 10 (s + 1)(s + 4) C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = 1 + 10/s ขับโรงงาน G(s) = 10/((s + 1)(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 1t
C(s) = 1 + 10/s G(s) = 10/((s + 1)(s + 4)) r(t) = 1t
ess =
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.01 0.1 1 10 100 1000 −80 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) ω = 0.5 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 110/((s + 2)(s + 11)) ที่ ω = 0.5 rad/s ใน dB
G(s) = 110/((s + 2)(s + 11)) ω = 0.5 rad/s
|G(jω)| = dB
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 87.5/(s(s + 5)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 87.5/(s(s + 5))
ωc = rad/s