ตัวควบคุมแบบสัดส่วนที่มีอัตราขยาย K = 3 ขับโรงงาน G(s) = 2/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาโพลวงปิด p
ใบงาน เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส พร้อมเฉลย
1.ง่าย
G(s) = 2/(s + 5)K = 3
p =
2.ง่าย
พหุนามลักษณะเฉพาะของระบบฟีดแบ็กคือ Q(s) = s⁴ + 2s³ + 2s² − 6s + 11 สร้างตาราง Routh และหาว่ามีรากของ Q(s) กี่ตัว N อยู่ในครึ่งระนาบขวา
Q(s) = s⁴ + 2s³ + 2s² − 6s + 11
N =
3.ปานกลาง
โรงงาน G(s) = (s + 5)/((s − 2)(s + 1)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 2 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 5)/((s − 2)(s + 1))
Kmin =
4.ปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
ω = rad/s
5.ยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 10)(s + 5)(s + 1)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K/((s + 10)(s + 5)(s + 1))
σa =
6.ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −4 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))
sb =
เฉลย
- 1. p = −11
- 2. N = 2
- 3. Kmin = 1
- 4. ω = 3.162 rad/s
- 5. σa = −5.333
- 6. sb = −1.472
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com