Control Theory Quiz

download Control Theory Quiz

of 12

Transcript of Control Theory Quiz

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    1/28

     

          

      

    ( )

      +

    ( )

       +

    ( )

     

      +

    (   )

       +

     

     

     

     

      m   m      m  

     

        m    

        m  

         

     m       

     m  

      t     

      t    t    t    t     m   t  

     B

     M   Force

    (input) F 

    Displacement(output)

     x

     K 

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:44 PM15

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    2/28

     

    r t ( )

     y

    3.6

    0.320 t  (msec)

     y t ( )

    (a)(b)

    1

    t s  + 1

         t   

      •    t    t   

     

       

    Ê ˆ  Á ˜ Ë ¯ 

     

    ( )( )

       

    z w w =

    + + 

      •   z w  zw 

          

                   

           

       t   

     

     

     

     

    -

    +

     

     

     

     

    +

    -

     

     

     

     

     

    -+

       

     

     

     

     

    +-

         z   w   

    i t ( )   R

    e t 0( )C 

     L

     R1

    C 1

     R2

    C 2e1   e2   e3

      e4

     E s2( )   E 4( ) s

     E 1( ) s E 3( ) s= ( ) H s1   = ( ) H s2

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:44 PM16

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    3/28

       

    Ê ˆ Á ˜ Ë ¯ 

     

    Ê ˆ Á ˜ Ë ¯ 

     

    Ê ˆ Á ˜ Ë ¯ 

     

    Ê ˆ Á ˜ Ë ¯ 

     

    t   t    

     

       

               

      d    d    d     d    d    d    d    d    d     d    d    d 

       

     

    =

    +

     

     

       

    Ê ˆ > Á ˜ Ë ¯ 

     

       

    Ê ˆ = Á ˜ Ë ¯ 

     

       

    Ê ˆ 

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    4/28

      z  

     

     

      + 

     

      +

     

      + 

     

      +  

         

     

    e1   e2

    C 2

    C 1

     R1

     R2 R3

     R4

         

      ( ) ( ) ( )

    ( ) ( ) ( )

     

      + 

      ( )

    ( ) ( ) ( )

     

      +

      ( )

    ( ) ( ) ( )

     

      - 

    0 5 10 15 20

    1.8

    2

    1.6

    1.4

    1.2

    1

    0.8

    0.6

    0.4

    0.20

    Time (seconds)

         A   m   p  

         l     i    t    u 

         d    e 

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:44 PM18

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    5/28

       

     R s( ) D s( )

    W s( )  N s( )

    G s( )

     H s( )

    Y s( )

     

     

            

     

     

     

     

    w    

    ¥  w         

     

      + 

     

      + 

     

      + 

    ( )

      +

         

     

       

    ++ + +

     

     

       

    ++ + +

    ( )

      

       t    + + +  

       

       

    + ++ + +

    Driveshaft

    Loadshaft

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM19

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    6/28

     

     R s( )   E s( ) K 1

    U s( )

     K 2 s

     K 

    t  s + 1

    1 s

    Y s( )

    W s( )

         

     

       

    ++ + +

     

      

       t    + + + 

          

     

       

       

    + ++ + +

     

     

       

    ++ + +

     

      

       t    + + +   

     

       

    ++ + +

         

     

       

    ++ + +

       

       

       

    + ++ + +

     

      

       t    + + +   

     

       

    ++ + +

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM20

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    7/28

       

                

       +

    (   )

      +

                

       +   (   )

      +

      ( )

    ( )

     

     

    -+

     

             w  w       

     

     

     

    ++

       

     

     

    ++

     

     

    -+

     

    w r ( ) s1

     – 0.1

    1w ( ) s

     K 10 + 1 s

       w   w      

     K 1   G s( )

     K 2

    Y s( ) R s( )

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM21

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    8/28

     

       m      

    (a)

     y

     y

    8

    (b)

    t s  + 1

    O

       

           ( )  

       

    w   w  

       

      

          

          

          

          

          

    w r ( ) = 0 s

    W (s)

    w ( ) s

    0.1

    10

    10 + 1 s

     R s( ) 4 3 s + 1

    Y s( )

    10

     s + 10

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM22

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    9/28

       

     

     

     

     

    1.25Y s( )

    1( ) R s

     s= 0.1

    2 + 1 s

    1( )W s s

    =

     K 1

    t  s  + 1

    q r    q 

    q  

      q     q           q        

     

              

          

    1.250.1

    2 + 1 s

     R s( ) = 0

     K  f  

    1( )  =W s

     s

    Y s( )

              

          + + + 

       

     

       

    ++ + +

       

     

       

    ++ + +

     

       

     

       

    ++ + +

     R s( ) 10

     s s2 + 2 + 1

    Y s( )

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM23

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    10/28

     

     R s( )   Y s( )3( )

    2 1

    Ê ˆ = +Á ˜  +Ë ¯  I 

     P 

     K G s K 

     s s

    W s( )

       

       

       

         

     

     

     

     

     R s( )   Y s( )

     K   3

    2 + 1 s

     R s( )   Y s( ) K  P 

    10

     s + 0.333

         

               

     R s( ) = 0   Y s( ) K  P 

    0.3

    2 + 1 s

    0.5( )W s

     s=

             t  

         

         

     R s( )   Y s( )0.3

    2 + 1 s

     K  I  s

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM24

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    11/28

         

                 •            

     R s( ) = 0Y s( )

    0.3

    2 + 1 s

    0.5( )W s

     s=

     K  I  s

               t         

    D       

          

                      

    D   

       

       

     

    D             

              

     

    D          

       

       

     w       w   

       a    a     a   a  a 

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM25

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    12/28

             

         a        a        a        a 

               

     

            

        

                

       

     

     

     

     w        w      

     

      + +          

     

        

     

                            

         

     

     

    + ++ + + +

     

     

                      

     R s( )   Y s( )

    3 2

    2

    4 5 2 s s s+ + + K c

         

             

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM26

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    13/28

         

         

    r   y K 

     s s p( + )

    0.003

    0.03

     y

    t 0(a) (b)

            

      

       

       

       

         

                

    ( )( )

       

     

     t   +  

      t    t     •

    ( )

    ( )

       

     

    zw w + +  

      w z     •   z w       

    q      m  

    q r  s s(0.1 + 1) K 

    20   q 

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM27

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    14/28

     

           ¢           

    w r = const K  A 0.1 + 1 s

    20   w 

    0.1

     

      

     

    zw w =

    + + 

         w 

           •     •            

           •             

     R s( )   Y s( )1

     s s( + 1) K  P 

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM28

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    15/28

       

     R s( ) = 0   Y s( )2

     s s2 + 0.4 + 1 K K s P D+

    0.5( )W s

     s=

         

         

               

     R s( )   Y s( ) K 

     s s( + 1)t  K  P 

    W s( )

     K  D s

     

                      

     R s( )Y s( )

     K  I  s

    3 +  2

     s s s3 2+ 4 + 5 + 2

       

       

     

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM29

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    16/28

     

     

                  

      

             

    s    s

     jw 

     jw    jw 

     jw 

    (a)

    (c)

    (b)

    (d)

           

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM30

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    17/28

       

    s    s  s 

     jw 

     jw   jw 

    (a) (b) (c)

                        

       

     

       

            •

         

      

     

     

     

    ++ + + +

     

     

     

    ++ + + +

     jw 

    s  – 2   – 1

     K = 0.4

     K = 6

     K    

    •   

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM31

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    18/28

     

        

     

     

    at t 

    +>

    + a     a    a     a  a  

       

           

     

       

       

     w   w    w t 

    Im

     j1

    45°

    Re

     –  1 j

    w  = 0   w  =  • Re

    Im

     – 1

    G( ) -plotw  j

    w = •   w = 0Re – 1

    G j( )- plotw Im

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM32

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    19/28

         w   w   wt 

    w = 0

    0   0

    0

    w =   •

    Im

    Im

    (a)

    (c)

    (b)

    (d)

    Im

    Im

    w = •

    w =•

    w  w 

    w = •

    Re

    ReRe

           

    dB

    dB

    dB

    dB

     – 6 dB/octave

     – 6 dB/octave

     – 60 dB/decade

     – 60 dB/decade

     – 40 dB/decade

     – 40 dB/decade

     – 12 dB/octave

     – 12 dB/octave

    w  = 5   w  = 5

    w  =

    log w 

    (a)

    (c)

    (b)

    (d)

    log w 

    log w 

    log w 15   w  =

      15

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM33

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    20/28

     

    dB

     – 6 dB/octave

     – 12 dB/octave

    log  w 

    dB

    + 40 dB/decade

    + 20 dB/decade

    log  w 

     

      +    

     

      +

     

      

       w    F     

         F          F          F    

           t   

      •

       w 

    dB

    + 20 dB/decade

    log  w w  = 2

    w  = 0w  = •

    Im

    0.3

            1   1  1  2

    .  3  3     º

    Re

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM34

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    21/28

         

     

     

     

    + ++ +

     

     

     

     

    + ++ +

     

     

     

     

     

    + ++ +

     

     w  w 

               

    w        p     p     p     p 

                             

        t      w   p t     t  p  t  p  t  p 

     

    dB

    log w 

    log w 

    0

     – 180º

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM35

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    22/28

     

     

     

    Im ( )G

    w  =  •   w  =  •

    Re ( )G

    dB  – 20dB/decade

     – 20dB/decade

    log w 

    System I System II

    w   w     

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM36

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    23/28

       

      ( )

     

    z w +  z    

     

      w   w      w   w     w   w    

      ( )

     

    z w +  z  

               

     

      

       +     

       

        

       

      

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM37

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    24/28

     

      ( )

     

    z w +

          w    w    w    w      w    w  w    w   

            

    w   w 

     

       

       

      

     

      

    r    y K 

     s s( + 1)t 

    Zero-order hold

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM38

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    25/28

       

     

     

        

          

           

          

                     

           

         

               

         

     

     È ˘Í ˙Î ˚

     

     

       

    -   È ˘È ˘ È ˘+Í ˙Í ˙ Í ˙-Î ˚ Î ˚Î ˚

      

     

     

    È ˘Í ˙Î ˚

     

      + + 

     

      +

     

      + 

     

     

    È ˘Í ˙Î ˚

     

     

     

     

    -   È ˘È ˘ È ˘+Í ˙Í ˙ Í ˙-Î ˚ Î ˚Î ˚  

     

      

     

     

    È ˘Í ˙Î ˚

      

        

        

        

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM39

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    26/28

     

     

    È ˘Í ˙Í ˙Í ˙- -Î ˚

     

    -È ˘Í ˙-Í ˙Í ˙

    -Î ˚

       

    È ˘Í ˙Í ˙Í ˙Î ˚

      

             

             

             

     

     

    È ˘Í ˙Î ˚

     

     

     

     

    È ˘È ˘ È ˘+Í ˙Í ˙ Í ˙- -Î ˚ Î ˚Î ˚

      

     

     

    È ˘Í ˙Î ˚

          

       

       

           

       

        

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:45 PM40

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    27/28

       

     

    È ˘Í ˙Í ˙Í ˙- - -Î ˚

     

    È ˘Í ˙Í ˙Í ˙Î ˚

     

     

    -È ˘Í ˙-Î ˚

     

    È ˘Í ˙Î ˚

     

     

    È ˘

    +Í ˙- -Î ˚  

    È ˘Í ˙Î ˚

     

    -È ˘Í ˙Î ˚

     

     

       

              

            

    Appendix-B OLC.p65 4/22/08, 3:46 PM41

  • 8/20/2019 Control Theory Quiz

    28/28