1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ปานกลาง
T (N·m) n (rpm) 15 N·m n0 n = ? มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (k = 0.75 N·m/A, Ra = 0.2 Ω) ทำงานจาก 120 V และขับโหลดแรงบิด 15 N·m จงหาความเร็ว n ในหน่วย rpm
V = 120 V k = 0.75 N·m/A Ra = 0.2 Ω T = 15 N·m
n = rpm
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ยาก
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็กมีความต้านทานอาร์เมเจอร์ 1 Ω และทำงานจาก 48 V ถ้าไม่คิดการสูญเสียจากการหมุน จงหากำลังกลสูงสุด Pmax ที่มันพัฒนาได้ที่ความเร็วใด ๆ
V = 48 V Ra = 1 Ω
Pmax = W
3. เฟืองและชุดเฟือง ปานกลาง
d1 = 160 mm d2 = 200 mm 2880 rpm T1 = 1500 N T2 = 300 N P = ?
สายพานวิ่งบนพูลเลย์ขับ 160 mm ที่ 2880 rpm แรงตึงคือ 1500 N ที่ด้านตึงและ 300 N ที่ด้านหย่อน จงหากำลัง P ที่ส่ง ในหน่วย kW
d1 = 160 mm n1 = 2880 rpm T1 = 1500 N T2 = 300 N
P = kW
4. เฟืองและชุดเฟือง ยาก
A = 16 B = 25 C = 24 D = 36
ในชุดเฟืองประกอบ เฟือง A (16 ฟัน) บนเพลาขาเข้าหมุนที่ 2900 rpm ขับเฟือง B (25 ฟัน) เฟือง C (24 ฟัน) ติดอยู่กับเพลาเดียวกับ B และขับเฟือง D (36 ฟัน) บนเพลาขาออก หาความเร็วรอบขาออก nout
nin = 2900 rpm A = 16 B = 25 C = 24 D = 36
nout = rpm
5. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ปานกลาง
Vin N = ? 1000 kPa 2ᴺ − 1 0 ≤ 0.1 kPa เซนเซอร์วัดความดันในช่วง 1000 kPa และเอาต์พุตของมันเต็มช่วงอินพุตของ ADC ค่าที่อ่านต้องแยกแยะ 0.1 kPa ได้ จงหาจำนวนบิตที่น้อยที่สุด N ที่ ADC ต้องใช้
ช่วง = 1000 kPa ความละเอียด = 0.1 kPa
N =
6. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ยาก
คลื่นสี่เหลี่ยม 180 Hz ถูกสุ่มที่ 1 kHz โดยไม่มีฟิลเตอร์ป้องกันแอลลิอัส คลื่นสี่เหลี่ยมมีฮาร์มอนิกคี่ 3f₁, 5f₁, 7f₁, … ฮาร์มอนิก 7f₁ ของมันปรากฏในข้อมูลที่ถูกสุ่มที่ความถี่ fa ใด จงตอบในหน่วย Hz
f₁ = 180 Hz fs = 1 kHz ฮาร์มอนิก: 7f₁
fa = Hz
7. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ปานกลาง
+ − 3 V 200 Ω 200 Ω + ΔR 200 Ω 200 Ω a b + − Vab = ?
บริดจ์มีแขนสี่ข้างข้างละ 200 Ω และ Vs = 3 V เซนเซอร์ R₂ เพิ่มขึ้น ΔR = 0.8 Ω โดยใช้การประมาณการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย จงหาเอาต์พุต Vab ในหน่วย mV
Vs = 3 V R = 200 Ω ΔR = 0.8 Ω
Vab = mV
8. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ยาก
+ − 5 V 1000 Ω 1000 Ω + ΔR 1000 Ω 1000 Ω a b + − 2 mV
ควอเตอร์บริดจ์ที่มีเกจทำงานหนึ่งตัว (GF = 2) ถูกกระตุ้นด้วย 5 V เมื่อรับโหลด เอาต์พุตอ่านได้ 2 mV จงหาความเครียด ε ในหน่วย µε
Vs = 5 V GF = 2 Vo = 2 mV
ε = µε
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 1)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 5t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.05 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 1)) r(t) = 5t ess = 0.05
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.5
G(s) = 1/(s(s + 8)) ζ = 0.5
K =
11. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 54/(s² + 4s + 27) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 54/(s² + 4s + 27)
σ =
12. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
R(s) + 210 s(s + 5) G(s) C(s) − ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 210/(s(s + 5)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 210/(s(s + 5))
ts = s