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自動控制學
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99年 - 099年地方三等自動控制#46606
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題組內容
一、直流電機系統如下圖(a),輸入電壓 U
a
(t),電阻值 R,電阻兩端電壓為 V
R
(t),馬達運 轉速在 ω
a
(t ) 時,反電動勢 V
b
(t ) = K
b
ω
a
(t ) ,電流 i
a
(t)轉換出轉矩 T
a
(t ) = K
t
i
a
(t ) 來帶 動馬達轉動。K
t
、K
b
為轉換常數,馬達轉動慣量 J
a
,黏滯摩擦係數 D
a
。
⑸求出系統時間常數(time constant)。(5 分)
其他申論題
⑴求出 ia (t ) 的動態方程式,取拉式轉換(Laplace transform)後,完成圖(b)之方塊 圖,加和器輸入為U a (s) 與Vb (s) ,方塊圖輸出為 Ta (s) 。(5 分)
#159506
⑵求轉速 ωa (t ) 的動態方程式,取拉氏轉換後,完成圖 (c)之方塊圖,方塊圖輸入為 Ta (s) ,方塊圖輸出為 ωa (s ) 。(5 分)
#159507
⑶利用⑴⑵結果,將圖(d)繪製完成,輸入為U a (s) ,輸出為轉速 ωa (s ) 。(5 分)
#159508
⑷由⑶之結果,求 的轉移函數(transfer function)。(10 分)
#159509
⑴如下圖,將控制器 代入方塊圖中,試求轉移函數 ?(5 分)
#159511
⑵利用路斯-赫維茲法(Routh-Hurwitz criterion)測試出,使本系統穩定的控制增益 Ki 的範圍。(圖中 N>0,k>0,a>0,b>0)(20 分)
#159512
⑴當 C ( s ) = K p 時,利用終值定理( final value theorem )求穩態誤差( steady-state error)?(5 分)
#159513
⑵當 C ( s ) = 時,利用終值定理求穩態誤差 ?(5 分)
#159514
⑶根據上列⑴⑵結果,選擇那一控制器能使最終之輸出 ?(5 分)
#159515
⑷根據上列⑶結果,推導出系統的轉移函數 如圖(b)所示,(5 分)並找出安定時 U ( s) 間 ts(settling time)為何? 5 分) ( 第⑶題所選擇之控制器是否能改變安定時間 ts? (5 分)
#159516