ป้อนสัญญาณขั้นบันไดให้กระบวนการอันดับหนึ่งที่ t = 0 เอาต์พุตเริ่มที่ 0 และเข้าสู่ค่า 100 ที่ t = 3 s อ่านค่าได้ 30 จงหาค่าคงตัวเวลา τ
ใบงาน การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได พร้อมเฉลย
1.ง่าย
y(∞) = 100y(3) = 30
τ = s
2.ง่าย
ระบบอันดับหนึ่ง G(s) = 2/(0.5s + 1) รับอินพุตขั้นบันไดขนาด 5 ที่ t = 0 โดยเริ่มจากสภาวะหยุดนิ่ง จงหาเอาต์พุต y(1) ที่ t = 1 s
G(s) = 2/(0.5s + 1)U = 5t = 1 s
y(1) =
3.ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 29/(s² + 6s + 29) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 29/(s² + 6s + 29)
tp = s
4.ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 30/(s² + 2s + 60) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 30/(s² + 2s + 60)
ωn = rad/s
5.ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 2)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 30 %
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 30 %
K =
6.ยาก
การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์พุ่งเกิน 10 % และยอดแรกเกิดที่ t = 0.2 s จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn
%OS = 10 %tp = 0.2 s
ωn = rad/s
เฉลย
- 1. τ = 8.411 s
- 2. y(1) = 8.647
- 3. tp = 0.7025 s
- 4. ωn = 7.746 rad/s
- 5. K = 7.809
- 6. ωn = 19.48 rad/s
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com