1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ปานกลาง
T (N·m) n (rpm) 0.4 N·m n0 n = ? มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (k = 0.2 N·m/A, Ra = 1.2 Ω) ทำงานจาก 24 V และขับโหลดแรงบิด 0.4 N·m จงหาความเร็ว n ในหน่วย rpm
V = 24 V k = 0.2 N·m/A Ra = 1.2 Ω T = 0.4 N·m
n = rpm
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ยาก
+ − 120 V D = ? Ra = 0.8 Ω M + − E n = 900 rpm T = 0.75 N·m ช็อปเปอร์ไฟฟ้ากระแสตรงป้อนมอเตอร์ (k = 0.15 V·s/rad, Ra = 0.8 Ω) จากบัสไฟตรง 120 V แรงดันอาร์เมเจอร์เฉลี่ยคือ D·120 V จงหาดิวตี้ไซเคิล D ที่ทำให้มอเตอร์หมุนที่ 900 rpm กับโหลด 0.75 N·m
Vdc = 120 V k = 0.15 V·s/rad Ra = 0.8 Ω T = 0.75 N·m n = 900 rpm
D = %
3. เฟืองและชุดเฟือง ปานกลาง
N1 = 18 N2 = 24
มอเตอร์ 0.75 kW หมุนที่ 2900 rpm ขับเฟืองเล็กที่มี 18 ฟัน ซึ่งขบกับเฟืองที่มี 24 ฟัน คู่เฟืองมีประสิทธิภาพ 96% หาแรงบิดขาออก T2 บนเพลาของเฟือง
P = 0.75 kW n1 = 2900 rpm N1 = 18 N2 = 24 η = 96%
T2 = N·m
4. เฟืองและชุดเฟือง ยาก
A = 24 B = 48 C = 32 D = 40
ในชุดเฟืองประกอบ เฟือง A (24 ฟัน) บนเพลาขาเข้าหมุนที่ 2900 rpm ขับเฟือง B (48 ฟัน) เฟือง C (32 ฟัน) ติดอยู่กับเพลาเดียวกับ B และขับเฟือง D (40 ฟัน) บนเพลาขาออก หาความเร็วรอบขาออก nout
nin = 2900 rpm A = 24 B = 48 C = 32 D = 40
nout = rpm
5. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ปานกลาง
S D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 P Tb 12·Tb 1200 Bd, 8E2 UART ส่งไบต์ที่ 1200 baud ในรูปแบบ 8E2: ข้อมูล 8 บิต บิตพาริตีคู่ และบิตหยุด 2 บิต พร้อมบิตเริ่ม จงหาจำนวนไบต์ข้อมูลต่อวินาทีสูงสุดที่มันโอนได้
baud = 1200 Bd 8E2
RB = B/s
6. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ยาก
1 2 16 ⋮ 16 ch ∿ 01 tc = 1 µs tset = 2 µs fs = ? มัลติเพล็กเซอร์ 16 ช่องป้อน ADC ตัวเดียว การแปลงแต่ละครั้งใช้เวลา 1 µs และหลังการสลับช่องทุกครั้ง อินพุตต้องการเวลา 2 µs เพื่อตั้งตัว ช่องถูกสแกนสลับกันโดยไม่หยุดพัก จงหาอัตราการสุ่ม fs ของแต่ละช่อง ในหน่วย kHz
n = 16 tc = 1 µs tset = 2 µs
fs = kHz
7. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ปานกลาง
+ − 15 V 150 Ω 150 Ω + ΔR 150 Ω 150 Ω a b + − Vab = ?
บริดจ์มีแขนสี่ข้างข้างละ 150 Ω และ Vs = 15 V เซนเซอร์ R₂ เพิ่มขึ้น ΔR = 1.2 Ω โดยใช้การประมาณการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย จงหาเอาต์พุต Vab ในหน่วย mV
Vs = 15 V R = 150 Ω ΔR = 1.2 Ω
Vab = mV
8. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ยาก
+ − 12 V 120 Ω − ΔR 120 Ω + ΔR 120 Ω + ΔR 120 Ω − ΔR a b + − Vo = ?
โหลดเซลล์ (ฟูลบริดจ์ของสเตรนเกจ) มีเอาต์พุตพิกัด 2 mV/V ที่โหลดพิกัด 1000 kg และถูกกระตุ้นด้วย 12 V จงหาเอาต์พุต Vo ที่โหลด 200 kg
2 mV/V Frated = 1000 kg Vs = 12 V F = 200 kg
Vo = mV
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 5 + 2t + 20 s(s + 2)(s + 4) C(s) − อินพุต r(t) = 5 + 2t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 20/(s(s + 2)(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 20/(s(s + 2)(s + 4)) r(t) = 5 + 2t
ess =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + 4 + Kd s 2 s(s + 1) C(s) − ตัวควบคุม PD C(s) = 4 + Kd ·s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 1)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.5
G(s) = 2/(s(s + 1)) Kp = 4 ζ = 0.5
Kd = s
11. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 98/(s² + 5s + 49) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 98/(s² + 5s + 49)
ts = s
12. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 16)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 2 %
G(s) = K/(s(s + 16)) %OS = 2 %
K =