1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
F(s) = (6s + 3)/(s² + 5s + 4) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−t + B·e−4t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (6s + 3)/(s² + 5s + 4)
A =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 6y′ + 8y = 0 โดย y(0) = −1 และ y′(0) = −14 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.5)
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = −1y′(0) = −14t = 0.5 s
y(0.5) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 5/(s + 3) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 0.5 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 5 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 5/(s + 3)H₁ = 0.5K = 5
T(0) =
4.แผนภาพบล็อกยาก
พืช G(s) = 64/(s(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 2 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจริง σ ของพวกมัน
G(s) = 64/(s(s + 9))H = 2
σ =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 23.5/(s² + 2s + 47) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 23.5/(s² + 2s + 47)
σ =
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 2.5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 1000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 50 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 50 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 2.5 kgk = 1000 N/mc = 50 N·s/mF = 50 N
%OS = %
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))
ω = rad/s
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −1 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดรวมเข้า si
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 1))
si =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 4/(0.5s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 2 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 4/(0.5s + 1)K = 2
ess = %
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = 5 + 0.5/s ขับโรงงาน G(s) = 4/((s + 1)(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 2t
C(s) = 5 + 0.5/sG(s) = 4/((s + 1)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 33(s + 11)/(s(s + 10)) ที่ ω = 5 rad/s เป็นองศา
G(s) = 33(s + 11)/(s(s + 10))ω = 5 rad/s
∠G(jω) = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 96/(s(s + 2)(s + 10)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 96/(s(s + 2)(s + 10))
GM = dB