1.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 68/(s² + 5s + 68) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 68/(s² + 5s + 68)
ωn = rad/s
2.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
มวล m = 20 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 200 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 63 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 100 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 20 kgk = 200 N/mc = 63 N·s/mF = 100 N
tp = s
3.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RLที่แสดงมีR = 470 Ω, L = 4.7 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 48 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 470 ΩL = 4.7 mHf = 48 kHz
φ = °
4.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 4 dB
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))GM = 4 dB
K =
5.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
Kmax =
6.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 5)(s + 8)(s + 6)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K/((s + 5)(s + 8)(s + 6))
σa =
7.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 5)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 1t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.5 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 1tess = 0.5
K =
8.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki/s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 5 rad/s และ ζ = 0.8 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.8
Ki =
9.แผนภาพบล็อกปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 42/(s(s + 3)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 5·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 42/(s(s + 3))r(t) = 5·t
ess =
10.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 25 ขับพืช G(s) = 7/(s + 6) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) ป้อนฟังก์ชันขั้นอ้างอิงขนาด 1 และฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 2 พร้อมกัน จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 25G(s) = 7/(s + 6)D = 2R = 1
css =