1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ปานกลาง
+ − V Ra M + − E n = 2900 rpm T = ? มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงให้กำลังกล 2.2 kW ที่ 2900 rpm จงหาแรงบิดที่เพลา T
P = 2.2 kW n = 2900 rpm
T = N·m
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ยาก
+ − 240 V D = ? Ra = 1 Ω M + − E n = 900 rpm T = 8 N·m ช็อปเปอร์ไฟฟ้ากระแสตรงป้อนมอเตอร์ (k = 1 V·s/rad, Ra = 1 Ω) จากบัสไฟตรง 240 V แรงดันอาร์เมเจอร์เฉลี่ยคือ D·240 V จงหาดิวตี้ไซเคิล D ที่ทำให้มอเตอร์หมุนที่ 900 rpm กับโหลด 8 N·m
Vdc = 240 V k = 1 V·s/rad Ra = 1 Ω T = 8 N·m n = 900 rpm
D = %
3. เฟืองและชุดเฟือง ปานกลาง
N1 = 45 N2 = 50
มอเตอร์ 3 kW หมุนที่ 2900 rpm ขับเฟืองเล็กที่มี 45 ฟัน ซึ่งขบกับเฟืองที่มี 50 ฟัน คู่เฟืองมีประสิทธิภาพ 96% หาแรงบิดขาออก T2 บนเพลาของเฟือง
P = 3 kW n1 = 2900 rpm N1 = 45 N2 = 50 η = 96%
T2 = N·m
4. เฟืองและชุดเฟือง ยาก
d1 = 200 mm d2 = 315 mm 960 rpm C = 800 mm T1 = 1000 N T2 P = ?
สายพานเปิดเชื่อมพูลเลย์ขับ 200 mm ที่ 960 rpm กับพูลเลย์ 315 mm ศูนย์กลางห่างกัน 800 mm สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคือ 0.3 และแรงตึงด้านตึงต้องไม่เกิน 1000 N จงหากำลังสูงสุด P ที่สายพานส่งได้โดยไม่ลื่น ในหน่วย kW (ไม่คิดผลของแรงเหวี่ยงหนีศูนย์)
d1 = 200 mm n1 = 960 rpm d2 = 315 mm C = 800 mm μ = 0.3 T1 = 1000 N
P = kW
5. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ปานกลาง
Vin N = 12 10 V 0 1 LSB 8.87 V ? ADC 12 บิตที่มีช่วงอินพุต 0 ถึง 10 V ตัดทิ้ง: รหัสเอาต์พุตของมันคือ ⌊Vin /LSB⌋ โดย 1 LSB = VFSR /2ᴺ จงหารหัสเอาต์พุตฐานสิบ D สำหรับอินพุต 8.87 V
N = 12 VFSR = 10 V Vin = 8.87 V
D =
6. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ยาก
1 2 6 ⋮ 6 ch ∿ 01 tc = 4 µs tset = 0.5 µs fs = ? มัลติเพล็กเซอร์ 6 ช่องป้อน ADC ตัวเดียว การแปลงแต่ละครั้งใช้เวลา 4 µs และหลังการสลับช่องทุกครั้ง อินพุตต้องการเวลา 0.5 µs เพื่อตั้งตัว ช่องถูกสแกนสลับกันโดยไม่หยุดพัก จงหาอัตราการสุ่ม fs ของแต่ละช่อง ในหน่วย kHz
n = 6 tc = 4 µs tset = 0.5 µs
fs = kHz
7. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ปานกลาง
+ − 3 V 100 Ω 100 Ω + ΔR 100 Ω 100 Ω a b + − Vab = ?
บริดจ์มีแขนสี่ข้างข้างละ 100 Ω และ Vs = 3 V เซนเซอร์ R₂ เพิ่มขึ้น ΔR = 15 Ω จงหาเอาต์พุตที่แน่นอน Vab ในหน่วย mV
Vs = 3 V R = 100 Ω ΔR = 15 Ω
Vab = mV
8. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ยาก
+ − 2.5 V 120 Ω 120 Ω + ΔR 120 Ω 120 Ω a b + − 0.5 mV
สเตรนเกจ (GF = 2) บนชิ้นส่วนที่มี E = 70 GPa ประกอบเป็นควอเตอร์บริดจ์ที่ถูกกระตุ้นด้วย 2.5 V เอาต์พุตอ่านได้ 0.5 mV จงหาความเค้นตามแนวแกน σ ในหน่วย MPa
Vs = 2.5 V GF = 2 Vo = 0.5 mV E = 70 GPa
σ = MPa
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 5/(2s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 9 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 5/(2s + 1) K = 9
ess = %
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + Kp + Ki /s 1 s + 1 C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki /s ขับโรงงาน G(s) = 1/(s + 1) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 2 rad/s และ ζ = 0.6 จงหาอัตราขยายสัดส่วน Kp
G(s) = 1/(s + 1) ωₙ = 2 rad/s ζ = 0.6
Kp =
11. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 16/(s² + s + 8) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 16/(s² + s + 8)
ts = s
12. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 10 V R = 447 Ω L = 200 mH C = 1 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 447 Ω, L = 200 mH และ C = 1 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 10 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาแรงดันสูงสุดตกคร่อมตัวเก็บประจุ vC,max
R = 447 Ω L = 200 mH C = 1 µF V = 10 V
vC,max = V