1. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 40/(s² + 3s + 40) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 40/(s² + 3s + 40)
ωn = rad/s
2. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 400 N/m c = 54 N·s/m m = 20 kg F = 25 N x(t) มวล m = 20 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 400 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 54 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 25 N กะทันหัน จงหาการกระจัดสูงสุด xmax เป็น mm
m = 20 kg k = 400 N/m c = 54 N·s/m F = 25 N
xmax = mm
3. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) ω = 10 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 228/((s + 2)(s + 6)) ที่ ω = 10 rad/s ใน dB
G(s) = 228/((s + 2)(s + 6)) ω = 10 rad/s
|G(jω)| = dB
4. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.01 0.01 0.1 0.1 1 1 10 10 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 0.9/(s(s + 1)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 0.9/(s(s + 1))
PM = °
5. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K = 336 1 s(s + 6)(s + 8) C(s) − วงในแผนภาพทำงานที่ K = 336 และ L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) K = 336
m =
6. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K(s + 11)/(s(s + 5)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −5 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดรวมเข้า si
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 5))
si =
7. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 5)(s + 10) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 20 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) ess = 20 %
K =
8. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
r(t) = 2t + 5 + 1/s 2 (s + 4)(s + 10) C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = 5 + 1/s ขับโรงงาน G(s) = 2/((s + 4)(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 2t
C(s) = 5 + 1/s G(s) = 2/((s + 4)(s + 10)) r(t) = 2t
ess =
9. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 3 K + 3 s + 3 G(s) C(s) 1 H₁ − − พืช G(s) = 3/(s + 3) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 3 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาโพลวงปิด p
G(s) = 3/(s + 3) H₁ = 1 K = 3
p =
10. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 22 ตัวควบคุม + D(s) + 2 s + 2 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 22 ขับพืช G(s) = 2/(s + 2) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) ป้อนฟังก์ชันขั้นอ้างอิงขนาด 10 และฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 5 พร้อมกัน จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 22 G(s) = 2/(s + 2) D = 5 R = 10
css =