ใบงาน การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได พร้อมเฉลย

ใบงาน การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ฟรีสำหรับพิมพ์: 6 ข้อ ตั้งแต่ระดับง่ายถึงระดับข้อสอบจริง พร้อมเฉลย พิมพ์หรือบันทึกเป็น PDF ได้

ใบงานใหม่ฝึกออนไลน์พร้อมคำใบ้

สำหรับผู้สอน: พิมพ์ ทำสำเนา และใช้ในชั้นเรียนได้ฟรี ใบงานใหม่แต่ละชุดมีค่าตัวเลขใหม่และเฉลยของตัวเอง หากใส่ลิงก์ไปยัง ExamProblems ในหน้ารายวิชาของคุณ เราจะขอบคุณมาก

ชื่อ: ____________________   วันที่: ____________

1.ง่าย
t (s)y(t)10.07 s?

ระบบอันดับหนึ่ง G(s) = 10/(s + 10) รับอินพุตขั้นบันไดขนาด 1 ที่ t = 0 โดยเริ่มจากสภาวะหยุดนิ่ง จงหาเอาต์พุต y(0.07) ที่ t = 0.07 s

G(s) = 10/(s + 10)U = 1t = 0.07 s
y(0.07) =
2.ง่าย
+−5 VR = 22 kΩC = 2.2 µFvC​

ตัวเก็บประจุที่ยังไม่มีประจุ C = 2.2 µF ถูกประจุจากแหล่งกำเนิดแรงดันขั้นบันได 5 V ผ่านตัวต้านทาน R = 22 kΩ จงหาแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ vC ที่ t = 24.2 ms

R = 22 kΩC = 2.2 µFV = 5 Vt = 24.2 ms
vC = V
3.ปานกลาง
t (s)y(t)2

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 26/(s² + 2s + 13) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย หาอัตราส่วนการหน่วง ζ

G(s) = 26/(s² + 2s + 13)
ζ =
4.ปานกลาง
t (s)y(t)3ts​ = ?

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 21/(s² + s + 7) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)

G(s) = 21/(s² + s + 7)
ts = s
5.ยาก
k = 100 N/mc = 3 N·s/mm = 1 kgF = 100 Nx(t)

มวล m = 1 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 100 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 3 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 100 N กะทันหัน จงหาเวลา tp ที่การกระจัดมีค่ามากที่สุด

m = 1 kgk = 100 N/mc = 3 N·s/mF = 100 N
tp = s
6.ยาก
k = 500 N/mc = 32 N·s/mm = 2 kgF = 10 Nx(t)

มวล m = 2 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 500 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 32 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 10 N กะทันหัน หาอัตราส่วนการหน่วง ζ

m = 2 kgk = 500 N/mc = 32 N·s/mF = 10 N
ζ =

เฉลย

  1. 1. y(0.07) = 0.5034
  2. 2. vC = 1.967 V
  3. 3. ζ = 0.2774
  4. 4. ts = 8 s
  5. 5. tp = 0.3178 s
  6. 6. ζ = 0.506

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com