1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ปานกลาง
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่มี k = 0.8 V·s/rad ทำงานจาก 240 V ถ้าไม่คิดการสูญเสียทั้งหมดขณะไม่มีโหลด จงหาความเร็วขณะไม่มีโหลด n0 ในหน่วย rpm
V = 240 V k = 0.8 V·s/rad
n0 = rpm
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ยาก
+ − 220 V D = ? Ra = 0.25 Ω M + − E n = 400 rpm T = 5 N·m ช็อปเปอร์ไฟฟ้ากระแสตรงป้อนมอเตอร์ (k = 0.25 V·s/rad, Ra = 0.25 Ω) จากบัสไฟตรง 220 V แรงดันอาร์เมเจอร์เฉลี่ยคือ D·220 V จงหาดิวตี้ไซเคิล D ที่ทำให้มอเตอร์หมุนที่ 400 rpm กับโหลด 5 N·m
Vdc = 220 V k = 0.25 V·s/rad Ra = 0.25 Ω T = 5 N·m n = 400 rpm
D = %
3. เฟืองและชุดเฟือง ปานกลาง
d1 = 200 mm d2 = 315 mm 1500 rpm n2 = ?
พูลเลย์ 200 mm ที่ 1500 rpm ขับพูลเลย์ 315 mm ด้วยสายพานที่ลื่น 2 % จงหาความเร็ว n2 ของพูลเลย์ตาม
n1 = 1500 rpm d1 = 200 mm d2 = 315 mm s = 2 %
n2 = rpm
4. เฟืองและชุดเฟือง ยาก
A = 25 B = 40 C = 18 D = 40
ในชุดเฟืองประกอบ เฟือง A (25 ฟัน) บนเพลาขาเข้าหมุนที่ 1440 rpm ขับเฟือง B (40 ฟัน) เฟือง C (18 ฟัน) ติดอยู่กับเพลาเดียวกับ B และขับเฟือง D (40 ฟัน) บนเพลาขาออก หาความเร็วรอบขาออก nout
nin = 1440 rpm A = 25 B = 40 C = 18 D = 40
nout = rpm
5. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ปานกลาง
t Ts = 1/fs f = 30 kHz fs = 50 kHz คลื่นไซน์ 30 kHz ถูกสุ่มที่ 50 kHz โดยไม่มีฟิลเตอร์ป้องกันแอลลิอัส มันปรากฏในตัวอย่างที่ความถี่ fa ใด จงตอบในหน่วย kHz
f = 30 kHz fs = 50 kHz
fa = kHz
6. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ยาก
T 10 mV/°C ×10 ∿ 01 N = 8, 5 V ? °C/LSB เซนเซอร์อุณหภูมิให้ 10 mV/°C (0 V ที่ 0 °C) สัญญาณถูกขยาย 10 เท่าและป้อนเข้า ADC 8 บิตที่มีช่วง 0 ถึง 5 V (1 LSB = VFSR /2ᴺ) จงหาการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ΔTLSB ที่ตรงกับหนึ่ง LSB
S = 10 mV/°C G = 10 N = 8 VFSR = 5 V
ΔTLSB = °C
7. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ปานกลาง
+ − 10 V 200 Ω 200 Ω 200 Ω 200 Ω a b + −
สเตรนเกจ 200 Ω เป็นแขนหนึ่ง (R₂) ของบริดจ์ที่มีแขนสี่ข้างเท่ากันข้างละ 200 Ω และแรงดันกระตุ้น 10 V จงหากำลัง Pg ที่สูญเสียในเกจ ในหน่วย mW การร้อนขึ้นเองจำกัดแรงดันกระตุ้น
Vs = 10 V R = 200 Ω
Pg = mW
8. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ยาก
+ − 3 V 350 Ω 350 Ω + ΔR 350 Ω 350 Ω a b + − 0.615 mV
สเตรนเกจ (GF = 2.05) บนชิ้นส่วนที่มี E = 210 GPa ประกอบเป็นควอเตอร์บริดจ์ที่ถูกกระตุ้นด้วย 3 V เอาต์พุตอ่านได้ 0.615 mV จงหาความเค้นตามแนวแกน σ ในหน่วย MPa
Vs = 3 V GF = 2.05 Vo = 0.615 mV E = 210 GPa
σ = MPa
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K = 5 0.5 0.5s + 1 C(s) − กระบวนการ G(s) = 0.5/(0.5s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 5 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 0.5/(0.5s + 1) K = 5
ess = %
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + 20 + Kd s 4 s(s + 3) C(s) − ตัวควบคุม PD C(s) = 20 + Kd ·s ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 3)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.707
G(s) = 4/(s(s + 3)) Kp = 20 ζ = 0.707
Kd = s
11. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 144/(s² + 8s + 48) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 144/(s² + 8s + 48)
%OS = %
12. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 1000 N/m c = 76 N·s/m m = 4 kg F = 50 N x(t) มวล m = 4 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 1000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 76 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 50 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 4 kg k = 1000 N/m c = 76 N·s/m F = 50 N
tp = s