1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 55/(s(s + 2)(s + 4)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.4)
F(s) = 55/(s(s + 2)(s + 4))t = 0.4 s
f(0.4) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 4y′ + 3y = 0 โดย y(0) = 9 และ y′(0) = −8 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.5)
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 9y′(0) = −8t = 0.5 s
y(0.5) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = K/((s + 4)(s + 6)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 4)(s + 6))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 2/(s + 2), G₂ = 8/(s + 5) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 1 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 2/(s + 2)G₂ = 8/(s + 5)H₁ = 2H₂ = 1
T(0) =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 156/(s² + 7s + 78) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 156/(s² + 7s + 78)
tp = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 80/(s(s + 8)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 80/(s(s + 8))
ts = s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 8)/((s − 2)(s + 2)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 2 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 8)/((s − 2)(s + 2))
Kmin =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 2)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.3
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.3
K =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 5)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 2t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.2 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.2
K =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 4/(s + 1) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 4 rad/s และ ζ = 1 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 1
Ki =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 5 Ω โดย L = 2 mH และ C = 10 µF จงหาความถี่กลาง (เรโซแนนซ์) f0 ใน Hz
R = 5 ΩL = 2 mHC = 10 µF
f0 = Hz
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 10 dB
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))GM = 10 dB
K =