免費開始練習
地特三等申論題 109年 [機械工程] 自動控制

第 一 題

📖 題組:
一個不具有零點之二階系統的單位步階響應(Unit Step Response)如下圖所示:
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

試找出該二階系統之拉普拉斯轉換(Laplace Transform),須說明決定該拉普拉斯轉換的理由。(15分)

思路引導 VIP

這題考查從時域的步階響應圖反推二階系統轉移函數的能力。解題關鍵在於從圖中精準讀出「穩態值(求直流增益)」、「峰值時間(求阻尼自然頻率 $\omega_d$)」以及「最大超越量(求衰減係數 $\sigma$)」,再代入二階系統標準式求解。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】利用二階系統單位步階響應的特徵值(穩態值、峰值時間、最大超越量)來反推系統轉移函數的參數。 【詳解】 已知:不具零點之二階系統標準轉移函數為 $G(s) = \frac{K \omega_n^2}{s^2 + 2\zeta\omega_n s + \omega_n^2}$,其中 $K$ 為直流增益,$\zeta$ 為阻尼比,$\omega_n$ 為無阻尼自然頻率。

小題 (二)

試決定該二階系統之單位斜坡響應(Unit Ramp Response)之時間函數。(10分)

思路引導 VIP

這是一題標準的系統識別與時域響應推導題。看到這題,首先應從圖中判讀出系統的穩態值、峰值時間(Tp)及最大超越量(Mp),藉此求得阻尼比與自然頻率,建立系統轉移函數。最後再將轉移函數乘上斜坡輸入訊號並取逆拉普拉斯轉換即可得解。

🤖
AI 詳解
AI 專屬家教

【解題思路】利用單位步階響應的穩態值、峰值時間及最大超越量,反推二階系統的轉移函數,再對其乘上單位斜坡輸入 $1/s^2$ 進行逆拉氏轉換。 【詳解】 已知:

📝 同份考卷的其他題目

查看 109年[機械工程] 自動控制 全題

升級 VIP 解鎖