1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (4s + 21)/(s² + 6s + 18) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.25)
F(s) = (4s + 21)/(s² + 6s + 18)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 7y′ + 10y = 0 โดย y(0) = 4 และ y′(0) = 8 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.5)
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 4y′(0) = 8t = 0.5 s
y(0.5) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 7/(s + 6) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 14 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาโพลวงปิด p
G(s) = 7/(s + 6)H₁ = 1K = 14
p =
4.แผนภาพบล็อกยาก
พืช G(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ที่อัตราขยายเสถียรมากที่สุด วงจะแกว่ง จงหาความถี่การแกว่ง ω ใน rad/s
G(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
ω = rad/s
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 42/(s² + 2s + 14) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 42/(s² + 2s + 14)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 63 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 5 N กะทันหัน หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
m = 5 kgk = 5000 N/mc = 63 N·s/mF = 5 N
ζ =
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 10)/((s + 3)(s + 4)(s + 6)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K(s + 10)/((s + 3)(s + 4)(s + 6))
σa =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
แรมป์ r(t) = 3t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 10(s + 2)/(s(s + 1)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 10(s + 2)/(s(s + 1))r(t) = 3t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = 1 + 10/s ขับโรงงาน G(s) = 2/((s + 1)(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 5t
C(s) = 1 + 10/sG(s) = 2/((s + 1)(s + 2))r(t) = 5t
ess =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 10 Ω โดย L = 2 mH และ C = 2.2 µF จงหาแบนด์วิดท์ −3 dB BW ใน Hz
R = 10 ΩL = 2 mHC = 2.2 µF
BW = Hz
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 7)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 6 dB
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 10))GM = 6 dB
K =