1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
F(s) = (5s + 34)/(s² + 8s + 12) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−2t + B·e−6t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (5s + 34)/(s² + 8s + 12)
A =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + 6y′ + 8y = 32·u(t) โดย y(0) = 2 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.3)
y″ + 6y′ + 8y = 32·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.3 s
y(0.3) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = K/((s + 5)(s + 7)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 5)(s + 7))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 18/(s + 3), G₂ = 7/(s + 6) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 4 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 1 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 18/(s + 3)G₂ = 7/(s + 6)H₁ = 4H₂ = 1
T(0) =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 86/(s² + 5s + 86) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 86/(s² + 5s + 86)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 4 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 1000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 13 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 100 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 4 kgk = 1000 N/mc = 13 N·s/mF = 100 N
%OS = %
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 12)/(s(s + 2)(s + 4)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 2)(s + 8)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 2)(s + 8))
K =
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 10 + 1t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 20(s + 4)/(s(s + 2)(s + 5)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 20(s + 4)/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 10 + 1t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.5
G(s) = 4/(s(s + 10))ζ = 0.5
K =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RLที่แสดงมีR = 220 Ω, L = 22 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 800 Hz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 220 ΩL = 22 mHf = 800 Hz
φ = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 6)(s + 7)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 5 dB
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 7))GM = 5 dB
K =