1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (4s + 33)/(s² + 13s + 40) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−5t + B·e−8t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (4s + 33)/(s² + 13s + 40)
A =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.6 y(0.6) = ? จงแก้ y″ + 5y′ + 4y = 0 โดย y(0) = 5 และ y′(0) = −12 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.6)
y″ + 5y′ + 4y = 0 y(0) = 5 y′(0) = −12 t = 0.6 s
y(0.6) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
พืช G(s) = K/(s(s + 4)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/(s(s + 4)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 29 ตัวควบคุม + D(s) + 1 s + 1 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 29 ขับพืช G(s) = 1/(s + 1) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) เมื่อ R = 0 ป้อนฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 29 G(s) = 1/(s + 1) D = 0.5 R = 0
css =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 33/(s² + 8s + 66) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 33/(s² + 8s + 66)
tp = s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 10 V R = 48 Ω L = 50 mH C = 22 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 48 Ω, L = 50 mH และ C = 22 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 10 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 48 Ω L = 50 mH C = 22 µF V = 10 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 1)(s + 3)(s + 5) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 8)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.3
L(s) = K/(s(s + 8)) ζ = 0.3
K =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 2)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 5t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.01 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 2)) r(t) = 5t ess = 0.01
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + 2 + Kd s 10 s(s + 2) C(s) − ตัวควบคุม PD C(s) = 2 + Kd ·s ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.707
G(s) = 10/(s(s + 2)) Kp = 2 ζ = 0.707
Kd = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 47 kΩ C = 1 nF vout
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 47 kΩ, C = 1 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 1.7 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 47 kΩ C = 1 nF f = 1.7 kHz
φ = °
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 80/(s(s + 10)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 80/(s(s + 10))
ωc = rad/s