1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ปานกลาง
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่มี k = 1.2 V·s/rad ทำงานจาก 110 V ถ้าไม่คิดการสูญเสียทั้งหมดขณะไม่มีโหลด จงหาความเร็วขณะไม่มีโหลด n0 ในหน่วย rpm
V = 110 V k = 1.2 V·s/rad
n0 = rpm
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ยาก
+ − 48 V Ra = 1.5 Ω M + − E n = ? T = 1.2 N·m มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงกระตุ้นแยก (k = 0.6 V·s/rad ที่สนามเต็ม, Ra = 1.5 Ω, V = 48 V) ขับโหลดแรงบิดคงที่ 1.2 N·m ฟลักซ์สนามถูกลดเหลือ 85 % ของค่าเต็ม จงหาความเร็วใหม่ n
V = 48 V k = 0.6 V·s/rad Ra = 1.5 Ω T = 1.2 N·m Φ = 85 %
n = rpm
3. เฟืองและชุดเฟือง ปานกลาง
d1 = 80 mm d2 = 250 mm 1500 rpm n2 = ?
พูลเลย์ 80 mm ที่ 1500 rpm ขับพูลเลย์ 250 mm ด้วยสายพานที่ลื่น 2.5 % จงหาความเร็ว n2 ของพูลเลย์ตาม
n1 = 1500 rpm d1 = 80 mm d2 = 250 mm s = 2.5 %
n2 = rpm
4. เฟืองและชุดเฟือง ยาก
A = 15 B = 60 C = 36 D = ?
ในขบวนเฟืองผสม เฟือง A (15 ฟัน) บนเพลาขาเข้าหมุนที่ 1500 rpm และขับเฟือง B (60 ฟัน) เฟือง C (36 ฟัน) ยึดติดกับเพลาเดียวกับ B และขับเฟือง D บนเพลาขาออก เพลาขาออกต้องหมุนที่ 270 rpm เฟือง D ต้องมีกี่ฟัน ND
nin = 1500 rpm A = 15 B = 60 C = 36 nout = 270 rpm
ND =
5. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ปานกลาง
ตัวบันทึกสุ่มหนึ่งช่องที่ 10 kHz ด้วย ADC 24 บิต แต่ละตัวอย่างถูกเก็บเป็นไบต์เต็ม จงหาหน่วยความจำ M ที่ต้องใช้สำหรับการบันทึก 2 นาที ในหน่วย MB (1 MB = 10⁶ ไบต์)
n = 1 fs = 10 kHz N = 24 t = 2 min
M = MB
6. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ยาก
1 2 16 ⋮ 16 ch ∿ 01 tc = 5 µs tset = 0.5 µs fs = ? มัลติเพล็กเซอร์ 16 ช่องป้อน ADC ตัวเดียว การแปลงแต่ละครั้งใช้เวลา 5 µs และหลังการสลับช่องทุกครั้ง อินพุตต้องการเวลา 0.5 µs เพื่อตั้งตัว ช่องถูกสแกนสลับกันโดยไม่หยุดพัก จงหาอัตราการสุ่ม fs ของแต่ละช่อง ในหน่วย kHz
n = 16 tc = 5 µs tset = 0.5 µs
fs = kHz
7. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ปานกลาง
+ − 6 V 470 Ω 470 Ω 470 Ω 470 Ω a b + −
สเตรนเกจ 470 Ω เป็นแขนหนึ่ง (R₂) ของบริดจ์ที่มีแขนสี่ข้างเท่ากันข้างละ 470 Ω และแรงดันกระตุ้น 6 V จงหากำลัง Pg ที่สูญเสียในเกจ ในหน่วย mW การร้อนขึ้นเองจำกัดแรงดันกระตุ้น
Vs = 6 V R = 470 Ω
Pg = mW
8. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ยาก
+ − V 350 Ω 350 Ω + ΔR 350 Ω 350 Ω a b + −
สเตรนเกจ 350 Ω ที่มีตัวประกอบเกจ 2.05 ติดอยู่กับแท่งเหล็กกล้า เมื่อรับโหลด ความต้านทานเพิ่มขึ้น 0.861 Ω จงหาความเครียด ε ในหน่วยไมโครสเตรน (µε)
R = 350 Ω GF = 2.05 ΔR = 0.861 Ω
ε = µε
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 10 + 5t + 4(s + 3) s(s + 10) C(s) − อินพุต r(t) = 10 + 5t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 10)) r(t) = 10 + 5t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.4
G(s) = 1/(s(s + 5)) ζ = 0.4
K =
11. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 58/(s² + 8s + 58) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 58/(s² + 8s + 58)
σ =
12. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 5000 N/m c = 112 N·s/m m = 2.5 kg F = 25 N x(t) มวล m = 2.5 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 112 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 25 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 2.5 kg k = 5000 N/m c = 112 N·s/m F = 25 N
tp = s