1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
F(s) = (s + 28)/(s² + 10s + 24) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−4t + B·e−6t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (s + 28)/(s² + 10s + 24)
A =
2.การแปลงลาปลาซยาก
จงแก้ y″ + 9y′ + 18y = 0 โดย y(0) = 4 และ y′(0) = −14 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.3)
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = 4y′(0) = −14t = 0.3 s
y(0.3) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 30/(s(s + 2)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 5·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 30/(s(s + 2))r(t) = 5·t
ess =
4.แผนภาพบล็อกยาก
ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 3/(s + 5), G₂ = 3/(s + 1) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 1 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.1 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 3/(s + 5)G₂ = 3/(s + 1)H₁ = 1H₂ = 0.1
T(0) =
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 26.5/(s² + 7s + 53) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 26.5/(s² + 7s + 53)
σ =
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 2000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 80 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 100 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 5 kgk = 2000 N/mc = 80 N·s/mF = 100 N
tp = s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 5)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 4 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 5))
Kmin =
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 6)(s² + 8s + 32)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 6)(s² + 8s + 32))
θd = °
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 0.5/(1s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 10 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 0.5/(1s + 1)K = 10
ess = %
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 20 ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 6)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 1/(s(s + 6))K = 20
ts = s
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RLที่แสดงมีR = 470 Ω, L = 47 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 3.2 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout/vin| ใน dB
R = 470 ΩL = 47 mHf = 3.2 kHz
|H| = dB
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 4 dB
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))GM = 4 dB
K =