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)y(∞) = ?

ระบบอันดับหนึ่ง G(s) = 4/(1s + 1) รับอินพุตขั้นบันไดขนาด 5 ที่ t = 0 โดยเริ่มจากสภาวะหยุดนิ่ง จงหาค่าสุดท้าย y(∞) ของเอาต์พุต

G(s) = 4/(1s + 1)U = 5
y(∞) =
2.ง่าย
+−12 VR = 47 kΩC = 10 µFvC​

ตัวเก็บประจุที่ยังไม่มีประจุ C = 10 µF ถูกประจุจากแหล่งกำเนิดแรงดันขั้นบันได 12 V ผ่านตัวต้านทาน R = 47 kΩ จงหาเวลาเพิ่มขึ้น (rise time) tr ที่ 10–90 % ของแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ เป็น ms

R = 47 kΩC = 10 µFV = 12 V
tr = ms
3.ปานกลาง
t (s)y(t)0.5ts​ = ?

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 17/(s² + 4s + 34) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)

G(s) = 17/(s² + 4s + 34)
ts = s
4.ปานกลาง
t (s)y(t)0.5

ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 29.5/(s² + 7s + 59) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย หาอัตราส่วนการหน่วง ζ

G(s) = 29.5/(s² + 7s + 59)
ζ =
5.ยาก
R(s)+Ks(s + 10)G(s)C(s)−

ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 5 %

G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 5 %
K =
6.ยาก
+−5 VR = 57 ΩL = 200 mHC = 22 µFvC​

วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 57 Ω, L = 200 mH และ C = 22 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 5 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาแรงดันสูงสุดตกคร่อมตัวเก็บประจุ vC,max

R = 57 ΩL = 200 mHC = 22 µFV = 5 V
vC,max = V

เฉลย

  1. 1. y(∞) = 20
  2. 2. tr = 1033 ms
  3. 3. ts = 2 s
  4. 4. ζ = 0.4557
  5. 5. K = 52.49
  6. 6. vC,max = 6.869 V

เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com