1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.5 f(0.5) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (4s + 32)/(s² + 2s + 1) และหาค่า f(0.5)
F(s) = (4s + 32)/(s² + 2s + 1) t = 0.5 s
f(0.5) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.3 y(0.3) = ? จงแก้ y″ + 7y′ + 12y = 0 โดย y(0) = 10 และ y′(0) = 15 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.3)
y″ + 7y′ + 12y = 0 y(0) = 10 y′(0) = 15 t = 0.3 s
y(0.3) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 6 K + 3 s + 4 G(s) C(s) 5 H₁ − − พืช G(s) = 3/(s + 4) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 5 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 6 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 3/(s + 4) H₁ = 5 K = 6
T(0) =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K s(s + 4)(s + 10) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ที่อัตราขยายเสถียรมากที่สุด วงจะแกว่ง จงหาความถี่การแกว่ง ω ใน rad/s
G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
ω = rad/s
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 33/(s² + 5s + 66) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 33/(s² + 5s + 66)
tp = s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 5 V R = 170 Ω L = 200 mH C = 10 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 170 Ω, L = 200 mH และ C = 10 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 5 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 170 Ω L = 200 mH C = 10 µF V = 5 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 7 s(s + 2)(s + 3) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 5 + 0.5t + 2 s(s + 1)(s + 4) C(s) − อินพุต r(t) = 5 + 0.5t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 2/(s(s + 1)(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 2/(s(s + 1)(s + 4)) r(t) = 5 + 0.5t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 50 1 s(s + 10) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 50 ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 1/(s(s + 10)) K = 50
tp = s
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) ω = 1 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 720/((s + 4)(s + 9)) ที่ ω = 1 rad/s ใน dB
G(s) = 720/((s + 4)(s + 9)) ω = 1 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) = 258/(s(s + 3)(s + 9)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 258/(s(s + 3)(s + 9))
GM = dB