1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (5s + 30)/(s² + 4s + 5) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.5)
F(s) = (5s + 30)/(s² + 4s + 5)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 9y′ + 18y = 0 โดย y(0) = 2 และ y′(0) = −7 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.2)
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = 2y′(0) = −7t = 0.2 s
y(0.2) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 8/(s + 5) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.2 ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 2 ที่ R จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
G(s) = 8/(s + 5)H = 0.2R = 2
css =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 7/(s + 7) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.05
G(s) = 7/(s + 7)D = 0.5css ≤ 0.05
K =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 37.5/(s² + 5s + 75) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 37.5/(s² + 5s + 75)
%OS = %
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 2.5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 1000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 50 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 5 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 2.5 kgk = 1000 N/mc = 50 N·s/mF = 5 N
tp = s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 10)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.4
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.4
K =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 5 + 3t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 10))r(t) = 5 + 3t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 25 ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 1/(s(s + 8))K = 25
ts = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 47 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 6.2 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 2.2 kΩC = 47 nFf = 6.2 kHz
φ = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 5.2/(s(s + 4)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 5.2/(s(s + 4))
ωc = rad/s