ใบงาน การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได พร้อมเฉลย

ระบบอันดับหนึ่ง G(s) = 8/(s + 4) รับอินพุตขั้นบันไดขนาด 2 ที่ t = 0 โดยเริ่มจากสภาวะหยุดนิ่ง จงหาค่าสุดท้าย y(∞) ของเอาต์พุต

ตัวเก็บประจุที่ยังไม่มีประจุ C = 22 µF ถูกประจุจากแหล่งกำเนิดแรงดันขั้นบันได 9 V ผ่านตัวต้านทาน R = 22 kΩ จงหาแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ v_C ที่ t = 242 ms

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 172/(s² + 12s + 86) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % t_s ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ t_s ≈ 4/(ζωₙ)

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 122/(s² + 5s + 61) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % t_s ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ t_s ≈ 4/(ζωₙ)

ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 20)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 25 %

มวล m = 4 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 2000 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 36 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 10 N กะทันหัน จงหาเวลา t_p ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด