1.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 67/(s² + 5s + 67) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 67/(s² + 5s + 67)
ts = s
2.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 8 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 120 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 5 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 8 kgk = 5000 N/mc = 120 N·s/mF = 5 N
%OS = %
3.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RLที่แสดงมีR = 470 Ω, L = 22 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 6.8 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 470 ΩL = 22 mHf = 6.8 kHz
φ = °
4.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 594/(s(s + 7)(s + 8)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 594/(s(s + 7)(s + 8))
ω180 = rad/s
5.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 5)/((s − 3)(s + 1)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 3 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 5)/((s − 3)(s + 1))
Kmin =
6.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 5)(s + 9)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 5)(s + 9))
K =
7.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
แรมป์ r(t) = 2t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4/(s(s + 5)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4/(s(s + 5))r(t) = 2t
ess =
8.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 8 ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 4/(s(s + 2))K = 8
tp = s
9.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = 6/(s + 3) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.25 ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 24 ที่ R จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
G(s) = 6/(s + 3)H = 0.25R = 24
css =
10.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 4/(s + 9) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 10 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.4444
G(s) = 4/(s + 9)D = 10css ≤ 0.4444
K =