1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 20/(s(s + 2)(s + 5)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.75)
F(s) = 20/(s(s + 2)(s + 5))t = 0.75 s
f(0.75) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 6y′ + 8y = 0 โดย y(0) = −9 และ y′(0) = −10 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.25)
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = −9y′(0) = −10t = 0.25 s
y(0.25) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = K/((s + 1)(s + 11)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 1)(s + 11))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 6/(s + 3) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 2 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.08
G(s) = 6/(s + 3)D = 2css ≤ 0.08
K =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 49/(s² + 4s + 98) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
G(s) = 49/(s² + 4s + 98)
ζ =
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 8 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 100 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 34 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 10 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 8 kgk = 100 N/mc = 34 N·s/mF = 10 N
tp = s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K(s + 7)/(s(s + 3)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −3 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 3))
sb =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 2.5/(5s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 20 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 2.5/(5s + 1)K = 20
ess = %
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 10/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 8 rad/s และ ζ = 0.7 จงหาอัตราขยายสัดส่วน Kp
G(s) = 10/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.7
Kp =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 5 Ω โดย L = 100 mH และ C = 10 µF จงหาความถี่กลาง (เรโซแนนซ์) f0 ใน Hz
R = 5 ΩL = 100 mHC = 10 µF
f0 = Hz
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 62/(s(s + 1)(s + 10)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 62/(s(s + 1)(s + 10))
ω180 = rad/s