อัตราขยายสัดส่วน K ควบคุมโรงงาน G(s) = 1/(s + 2) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดอยู่ที่ s = −5
ใบงาน เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส พร้อมเฉลย
1.ง่าย
G(s) = 1/(s + 2)p = −5
K =
2.ง่าย
ระบบวงปิดมีสมการลักษณะเฉพาะ s³ − 2s² + s − 12 = 0 ใช้เกณฑ์ Routh–Hurwitz หาจำนวน N ของโพลวงปิดในครึ่งขวาของระนาบ s
Q(s) = s³ − 2s² + s − 12
N =
3.ปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 10)/((s − 1)(s + 3)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 1 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 10)/((s − 1)(s + 3))
Kmin =
4.ปานกลาง
วงในแผนภาพทำงานที่ K = 224 และ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))K = 224
m =
5.ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
6.ยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 8)/(s(s + 6)(s + 10)(s + 5)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 6)(s + 10)(s + 5))
σa =
เฉลย
- 1. K = 3
- 2. N = 1
- 3. Kmin = 0.3
- 4. m = 2.5
- 5. ω = 8.602 rad/s
- 6. σa = −4.333
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com