ใบงาน การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได พร้อมเฉลย

ตัวเก็บประจุที่ยังไม่มีประจุ C = 10 µF ถูกประจุจากแหล่งกำเนิดแรงดันขั้นบันได 10 V ผ่านตัวต้านทาน R = 10 kΩ จงหาเวลาเพิ่มขึ้น (rise time) t_r ที่ 10–90 % ของแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ เป็น ms

ระบบอันดับหนึ่ง G(s) = 20/(s + 20) รับอินพุตขั้นบันไดขนาด 2 ที่ t = 0 โดยเริ่มจากสภาวะหยุดนิ่ง จงหาค่าสุดท้าย y(∞) ของเอาต์พุต

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 51/(s² + 7s + 51) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด t_p ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 21/(s² + 4s + 7) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ω_n เป็น rad/s

ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 170/(s(s + 16)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % t_s ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ t_s ≈ 4/(ζωₙ)

ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 20)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 5 %