1. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.25 f(0.25) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 15/(s(s + 2)(s + 4)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.25)
F(s) = 15/(s(s + 2)(s + 4)) t = 0.25 s
f(0.25) =
2. การแปลงลาปลาซ ยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 9y′ + 20y = 4u′ + 13u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.2 s จงหา g(0.2)
y″ + 9y′ + 20y = 4u′ + 13u t = 0.2 s
g(0.2) =
3. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 8)(s + 12) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 8)(s + 12)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 8)(s + 12)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
4. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 68 s(s + 9) G(s) C(s) 1 H − พืช G(s) = 68/(s(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 68/(s(s + 9)) H = 1
ωd = rad/s
5. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 178/(s² + 3s + 89) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 178/(s² + 3s + 89)
tp = s
6. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 2000 N/m c = 76 N·s/m m = 8 kg F = 10 N x(t) มวล m = 8 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 2000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 76 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 10 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด xmax เป็น mm
m = 8 kg k = 2000 N/m c = 76 N·s/m F = 10 N
xmax = mm
7. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + 720 1 s(s + 4)(s + 5) C(s) − วงในแผนภาพมีฟีดแบ็กลบและ L(s) = 720/(s(s + 4)(s + 5)) มีโพลวงปิดกี่ตัว N อยู่ในครึ่งระนาบขวา
L(s) = 720/(s(s + 4)(s + 5))
N =
8. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 −9 −10 1 j1 j2 วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))
σa =
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1 + 2t + 4(s + 3) s(s + 5) C(s) − อินพุต r(t) = 1 + 2t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 5)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 5)) r(t) = 1 + 2t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
r(t) = 2t + 2 + 1/s 4 (s + 1)(s + 2) C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = 2 + 1/s ขับโรงงาน G(s) = 4/((s + 1)(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 2t
C(s) = 2 + 1/s G(s) = 4/((s + 1)(s + 2)) r(t) = 2t
ess =
11. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 22 Ω L = 1 mH vout ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RLที่แสดงมีR = 22 Ω, L = 1 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 18 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 22 Ω L = 1 mH f = 18 kHz
φ = °
12. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 39/(s(s + 2)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 39/(s(s + 2))
ωc = rad/s