1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ปานกลาง
T (N·m) n (rpm) 6 N·m n0 nFL มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (k = 1.2 V·s/rad, Ra = 2 Ω) ทำงานจาก 110 V ที่เต็มโหลดดึงกระแส 5 A ถ้าไม่คิดกระแสขณะไม่มีโหลด จงหาการควบคุมความเร็ว SR = (n₀ − nFL )/nFL เป็นเปอร์เซ็นต์
V = 110 V k = 1.2 V·s/rad Ra = 2 Ω IFL = 5 A
SR = %
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ยาก
+ − 120 V Ra = 2 Ω M + − E n = ? T = 2.4 N·m มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงกระตุ้นแยก (k = 0.4 V·s/rad ที่สนามเต็ม, Ra = 2 Ω, V = 120 V) ขับโหลดแรงบิดคงที่ 2.4 N·m ฟลักซ์สนามถูกลดเหลือ 90 % ของค่าเต็ม จงหาความเร็วใหม่ n
V = 120 V k = 0.4 V·s/rad Ra = 2 Ω T = 2.4 N·m Φ = 90 %
n = rpm
3. เฟืองและชุดเฟือง ปานกลาง
Nw = 48 z = 1, 1450 rpm
เฟืองตัวหนอนที่มี 1 เกลียวหมุนที่ 1450 rpm และขับเฟืองหนอนที่มี 48 ฟัน จงหาความเร็ว nw ของเฟืองหนอน
z = 1 Nw = 48 n = 1450 rpm
nw = rpm
4. เฟืองและชุดเฟือง ยาก
A = 30 B = 32 C = 45 D = 48
ในชุดเฟืองประกอบ เฟือง A (30 ฟัน) บนเพลาขาเข้าหมุนที่ 1500 rpm ขับเฟือง B (32 ฟัน) เฟือง C (45 ฟัน) ติดอยู่กับเพลาเดียวกับ B และขับเฟือง D (48 ฟัน) บนเพลาขาออก หาความเร็วรอบขาออก nout
nin = 1500 rpm A = 30 B = 32 C = 45 D = 48
nout = rpm
5. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ปานกลาง
Vin N = ? 5 V 2ᴺ − 1 0 ≤ 1 mV ADC ที่มีช่วงอินพุต 0 ถึง 5 V ต้องแยกแยะขั้นขนาด 1 mV หรือเล็กกว่า จงหาจำนวนบิตที่น้อยที่สุด N
VFSR = 5 V ความละเอียด = 1 mV
N =
6. การได้มาซึ่งข้อมูลและการสุ่ม ยาก
คลื่นสี่เหลี่ยม 480 Hz ถูกสุ่มที่ 2 kHz โดยไม่มีฟิลเตอร์ป้องกันแอลลิอัส คลื่นสี่เหลี่ยมมีฮาร์มอนิกคี่ 3f₁, 5f₁, 7f₁, … ฮาร์มอนิก 7f₁ ของมันปรากฏในข้อมูลที่ถูกสุ่มที่ความถี่ fa ใด จงตอบในหน่วย Hz
f₁ = 480 Hz fs = 2 kHz ฮาร์มอนิก: 7f₁
fa = Hz
7. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ปานกลาง
+ − 5 V R1 = 100 Ω R2 = 800 Ω R3 = 10 Ω R4 = 20 Ω a b G Rg = 50 Ω
กัลวานอมิเตอร์ที่มีความต้านทาน 50 Ω ต่อระหว่าง a กับ b ของบริดจ์ที่แสดง (Vs = 5 V) จงหากระแสกัลวานอมิเตอร์ Ig จาก a ไป b ในหน่วย µA
Vs = 5 V R1 = 100 Ω R2 = 800 Ω R3 = 10 Ω R4 = 20 Ω Rg = 50 Ω
Ig = µA
8. บริดจ์วีตสโตนและสเตรนเกจ ยาก
+ − V 1000 Ω 1000 Ω + ΔR 1000 Ω 1000 Ω a b + −
สเตรนเกจ 1000 Ω ที่มีตัวประกอบเกจ 2 ติดอยู่กับแท่งเหล็กกล้า เมื่อรับโหลด ความต้านทานเพิ่มขึ้น 1.2 Ω จงหาความเครียด ε ในหน่วยไมโครสเตรน (µε)
R = 1000 Ω GF = 2 ΔR = 1.2 Ω
ε = µε
9. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 10) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 2 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) ess = 2 %
K =
10. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 50 4 s(s + 10) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 50 ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 4/(s(s + 10)) K = 50
%OS = %
11. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 71/(s² + 4s + 71) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 71/(s² + 4s + 71)
tp = s
12. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 5000 N/m c = 113 N·s/m m = 4 kg F = 100 N x(t) มวล m = 4 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 5000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 113 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 100 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด
m = 4 kg k = 5000 N/m c = 113 N·s/m F = 100 N
tp = s