1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.8 f(0.8) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (6s + 9)/(s² + 4s + 4) และหาค่า f(0.8)
F(s) = (6s + 9)/(s² + 4s + 4) t = 0.8 s
f(0.8) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.25 y(0.25) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 7y′ + 12y = 18·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.25)
y″ + 7y′ + 12y = 18·u(t) u(t) = 5 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.25 s
y(0.25) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 20 K + 4 s + 8 G(s) C(s) 0.5 H₁ − − พืช G(s) = 4/(s + 8) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 0.5 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 20 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 4/(s + 8) H₁ = 0.5 K = 20
T(0) =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 6 ตัวควบคุม + D(s) + 3 s + 10 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 6 ขับพืช G(s) = 3/(s + 10) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) ป้อนฟังก์ชันขั้นอ้างอิงขนาด 10 และฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 พร้อมกัน จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 6 G(s) = 3/(s + 10) D = 0.5 R = 10
css =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 148/(s² + 7s + 74) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 148/(s² + 7s + 74)
σ =
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 500 N/m c = 42 N·s/m m = 2.5 kg F = 50 N x(t) มวล m = 2.5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 500 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 42 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 50 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด xmax เป็น mm
m = 2.5 kg k = 500 N/m c = 42 N·s/m F = 50 N
xmax = mm
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + 10 1 s(s + 5)(s + 6) C(s) + วงในแผนภาพใช้ฟีดแบ็กบวก โดย L(s) = 10/(s(s + 5)(s + 6)) มีโพลวงปิดกี่ตัว N อยู่ในครึ่งระนาบขวา
L(s) = 10/(s(s + 5)(s + 6))
N =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 5)(s² + 2s + 5)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 5)(s² + 2s + 5))
θd = °
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1 + 1t + 50(s + 1) s(s + 2) C(s) − อินพุต r(t) = 1 + 1t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 50(s + 1)/(s(s + 2)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 50(s + 1)/(s(s + 2)) r(t) = 1 + 1t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + Kp + Ki /s 5 s + 1 C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki /s ขับโรงงาน G(s) = 5/(s + 1) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 4 rad/s และ ζ = 0.7 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 5/(s + 1) ωₙ = 4 rad/s ζ = 0.7
Ki =
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin L = 50 mH C = 0.1 µF R = 100 Ω vout ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 100 Ω โดย L = 50 mH และ C = 0.1 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q
R = 100 Ω L = 50 mH C = 0.1 µF
Q =
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 27/(s(s + 10)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 27/(s(s + 10))
ωc = rad/s