1.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 30/(s² + 9s + 60) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 30/(s² + 9s + 60)
%OS = %
2.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 1 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 400 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 6 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 20 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 1 kgk = 400 N/mc = 6 N·s/mF = 20 N
%OS = %
3.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 3.3 kΩ, C = 10 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 48 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout/vin| ใน dB
R = 3.3 kΩC = 10 nFf = 48 kHz
|H| = dB
4.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 90/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 90/(s(s + 4)(s + 5))
ω180 = rad/s
5.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 10)/(s(s + 3)(s + 4)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
6.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 10)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.3
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.3
K =
7.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 0.5/(5s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 20 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 0.5/(5s + 1)K = 20
ess = %
8.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 5/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 3 rad/s และ ζ = 1 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 5/(s + 5)ωₙ = 3 rad/sζ = 1
Ki =
9.แผนภาพบล็อกปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 40/(s(s + 7)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 2·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 40/(s(s + 7))r(t) = 2·t
ess =
10.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 8/(s + 2) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 2 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.16
G(s) = 8/(s + 2)D = 2css ≤ 0.16
K =