1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (s + 13)/(s² + 7s + 6) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−t + B·e−6t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (s + 13)/(s² + 7s + 6)
A =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 6y′ + 13y = 17u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.6 s จงหา g(0.6)
y″ + 6y′ + 13y = 17u t = 0.6 s
g(0.6) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 18 K + 2 s + 2 G(s) C(s) 4 H₁ − − พืช G(s) = 2/(s + 2) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 4 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 18 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 2/(s + 2) H₁ = 4 K = 18
T(0) =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 19 s + 3 G₁ + 5 s + 7 G₂ C(s) 4 H₁ − 0.2 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 19/(s + 3), G₂ = 5/(s + 7) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 4 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.2 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 19/(s + 3) G₂ = 5/(s + 7) H₁ = 4 H₂ = 0.2
T(0) =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 192/(s² + 5s + 64) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 192/(s² + 5s + 64)
σ =
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 5 V R = 9 Ω L = 200 mH C = 100 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 9 Ω, L = 200 mH และ C = 100 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 5 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 9 Ω L = 200 mH C = 100 µF V = 5 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 2)(s + 10) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 −9 −10 1 j1 j2 −5 สำหรับวง L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดอยู่ที่ s = −5
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) s = −5
K =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 2) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 2 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) ess = 2 %
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 20 10 s(s + 10) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 20 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 10/(s(s + 10)) K = 20
ts = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) ω = 3 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 96/((s + 3)(s + 8)) ที่ ω = 3 rad/s ใน dB
G(s) = 96/((s + 3)(s + 8)) ω = 3 rad/s
|G(jω)| = dB
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 122/(s(s + 4)(s + 7)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 122/(s(s + 4)(s + 7))
GM = dB