1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (4s + 28)/(s² + 6s + 45) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.5)
F(s) = (4s + 28)/(s² + 6s + 45) t = 0.5 s
f(0.5) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.2 y(0.2) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 10y′ + 24y = 72·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.2)
y″ + 10y′ + 24y = 72·u(t) u(t) = 5 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.2 s
y(0.2) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 30 s(s + 10) G(s) C(s) − วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 30/(s(s + 10)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 2·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 30/(s(s + 10)) r(t) = 2·t
ess =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 9 s + 1 G₁ + 10 s + 3 G₂ C(s) 2 H₁ − 0.2 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 9/(s + 1), G₂ = 10/(s + 3) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.2 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 9/(s + 1) G₂ = 10/(s + 3) H₁ = 2 H₂ = 0.2
T(0) =
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 130/(s² + 10s + 65) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 130/(s² + 10s + 65)
ts = s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 24 V R = 9 Ω L = 200 mH C = 100 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 9 Ω, L = 200 mH และ C = 100 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 24 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาเวลา tp ของยอดแรงดันครั้งแรก เป็น ms
R = 9 Ω L = 200 mH C = 100 µF V = 24 V
tp = ms
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 2 (s − 4)(s + 1) C(s) − โรงงาน G(s) = (s + 2)/((s − 4)(s + 1)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 4 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 2)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 4)/(s(s + 6)(s + 10)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K(s + 4)/(s(s + 6)(s + 10))
σa =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1·t²/2 + 5(s + 4) s²(s + 10) C(s) − อินพุตพาราโบลา r(t) = 1·t²/2 ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 5(s + 4)/(s²(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 4)/(s²(s + 10)) r(t) = 1·t²/2
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + Kp + Ki /s 1 s + 5 C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki /s ขับโรงงาน G(s) = 1/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 4 rad/s และ ζ = 0.8 จงหาอัตราขยายสัดส่วน Kp
G(s) = 1/(s + 5) ωₙ = 4 rad/s ζ = 0.8
Kp =
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 47 kΩ C = 10 nF vout
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 47 kΩ, C = 10 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 3.4 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout /vin | ใน dB
R = 47 kΩ C = 10 nF f = 3.4 kHz
|H| = dB
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 6/(s(s + 4)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 6/(s(s + 4))
ωc = rad/s