1.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 128/(s² + 10s + 64) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 128/(s² + 10s + 64)
ts = s
2.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 63 Ω, L = 50 mH และ C = 2 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 24 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาความถี่ธรรมชาติแบบไม่หน่วง ωn เป็น rad/s
R = 63 ΩL = 50 mHC = 2 µFV = 24 V
ωn = rad/s
3.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 4.7 kΩ, C = 2.2 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 150 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 4.7 kΩC = 2.2 nFf = 150 kHz
φ = °
4.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 740/(s(s + 20)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 740/(s(s + 20))
ωc = rad/s
5.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 1)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 3 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 1))
Kmin =
6.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
สำหรับ L(s) = K/((s + 1)(s² + 4s + 8)) จงหามุมออกจาก θd ของ root locus จากโพลเชิงซ้อนในครึ่งระนาบบน วัดจากแกนจริงบวก
L(s) = K/((s + 1)(s² + 4s + 8))
θd = °
7.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 2 + 4t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 2/(s(s + 1)(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 2/(s(s + 1)(s + 10))r(t) = 2 + 4t
ess =
8.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 3 rad/s และ ζ = 1 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 3 rad/sζ = 1
Ki =
9.แผนภาพบล็อกปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 50/(s(s + 6)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 1·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 50/(s(s + 6))r(t) = 1·t
ess =
10.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 24 ขับพืช G(s) = 5/(s + 2) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) ป้อนฟังก์ชันขั้นอ้างอิงขนาด 10 และฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 พร้อมกัน จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 24G(s) = 5/(s + 2)D = 0.5R = 10
css =