1.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 50/(s(s + 1)(s + 3)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(1.5)
F(s) = 50/(s(s + 1)(s + 3))t = 1.5 s
f(1.5) =
2.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + 7y′ + 6y = 12·u(t) โดย y(0) = 2 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 4 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(1)
y″ + 7y′ + 6y = 12·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 4t = 1 s
y(1) =
3.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 8/(s + 1) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 5 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 20 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาโพลวงปิด p
G(s) = 8/(s + 1)H₁ = 5K = 20
p =
4.แผนภาพบล็อกยาก
พืช G(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 8)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ที่อัตราขยายเสถียรมากที่สุด วงจะแกว่ง จงหาความถี่การแกว่ง ω ใน rad/s
G(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 8))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
ω = rad/s
5.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 84/(s² + 10s + 84) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 84/(s² + 10s + 84)
σ =
6.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 1 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 21 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 10 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 1 kgk = 5000 N/mc = 21 N·s/mF = 10 N
tp = s
7.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))
ω = rad/s
8.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 6)(s² + 4s + 20)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 6)(s² + 4s + 20))
θd = °
9.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 4)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 2t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.01 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 2tess = 0.01
K =
10.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 1/(s + 2) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 2 rad/s และ ζ = 1 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 1/(s + 2)ωₙ = 2 rad/sζ = 1
Ki =
11.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 20 Ω โดย L = 2 mH และ C = 2.2 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q
R = 20 ΩL = 2 mHC = 2.2 µF
Q =
12.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 50/(s(s + 1)(s + 9)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 50/(s(s + 1)(s + 9))
ω180 = rad/s