1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (s + 9)/(s² + 6s + 10) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.4)
F(s) = (s + 9)/(s² + 6s + 10)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t) โดย y(0) = 5 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 4 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.25)
y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.25 s
y(0.25) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = K/((s + 4)(s + 8)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 4)(s + 8))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 1/(s + 2) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 2 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.05
G(s) = 1/(s + 2)D = 2css ≤ 0.05
K =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 18/(s² + 3s + 18) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 18/(s² + 3s + 18)
ts = s
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 16)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 15 %
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 15 %
K =
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 5)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 1 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 5))
Kmin =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 1 + 4t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 10/(s(s + 2)(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 10/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 1 + 4t
ess =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PD C(s) = 10 + Kd·s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.5
G(s) = 2/(s(s + 4))Kp = 10ζ = 0.5
Kd = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 32(s + 11)/(s(s + 5)) ที่ ω = 2 rad/s เป็นองศา
G(s) = 32(s + 11)/(s(s + 5))ω = 2 rad/s
∠G(jω) = °
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 500/(s(s + 20)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 500/(s(s + 20))
PM = °