chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: modelling in the...

51
ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจริญชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 1 240-371 : Modelling in the Frequency Domain Chapter 3 Modelling in the Frequency Domain

Upload: others

Post on 25-Apr-2020

8 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 1240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Chapter 3

Modelling in the Frequency Domain

Page 2: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 2240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Introduction

Signals and systems Transfer functionDeveloping a mathematical model by

apply the fundamental physical laws of science end engineering in frequency domain

Page 3: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 3240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Introduction to Signals and Systems

Signal Taxonomy

1 Deterministic signal x(t) = sin(t), x(t)=, x(t)=t 2 Random signalCausal system – physical signal generator is turned on at time t=0 then the produced causal signal y(t) satisfies.

y t ={x t for t≥00 for t06

Page 4: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 4240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Continuous-Time Signals

Page 5: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 5240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Discrete -Time Signals

Page 6: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 6240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Element signals

Unit step functions

u t ={0 for t01 for t≥06

u kT s=u k ={0 for k01 for k≥06

Page 7: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 7240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Unit impulse, Dirac impulse

t =du t

dtu t =∫−∞

td

Page 8: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 8240-371 : Modelling in the Frequency Domain

1.∫−∞

∞d =1

2. limt 0

t =∞

3.t =0 for t≠04.t =−t

Properties of Dirac

Page 9: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 9240-371 : Modelling in the Frequency Domain

∫−∞

∞x t t−t 0dt=∫−∞

∞x t 0t−t 0dt=x t 0

Sampling property

Kronecker delta function

kT s=k ={0 if k ≠01 for k =06

Page 10: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 10240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Property of discrete-time impulse

1. ∑k=−∞

K[k ]=1

2.K[k ]=

K[−k ]

Sampling property of discrete-time impulse function

∑k=−∞

x [k ]K[k−k 0]= ∑

k=−∞

x [k 0]K [k−k 0]=x [k 0]

Page 11: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 11240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Page 12: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 12240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Rectangular Pulse

rect t={1 if ∣t ∣ / 20 otherwise 6

rect k

K ={1 if ∣k ∣K /20 otherwise 6

Continuous-time

Discrete-time

Page 13: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 13240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Triangular Pulse

Continuous-time

Discrete-time

tri t={1−∣ t∣ if ∣t ∣

0 otherwise6

tri k

K={1−∣ kK ∣ if ∣k ∣K

0 otherwise6

Page 14: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 14240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Ramp function

ramp t

T ={ t

Tif 0≤t T

0 otherwise6

ramp k

K={ k

Kif 0≤k K

0 otherwise6

Continuous-time

Discrete-time

Page 15: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 15240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Complexe causal exponentials

x t =Ae tu t

x k = A e k T

s u k

= j

ej t

=cos t j sin t

Page 16: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 16240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Page 17: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 17240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Linear system

Y(t) = (Sx)(t)

Page 18: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 18240-371 : Modelling in the Frequency Domain

S a n x n ... a 1 x 1 t = S a n x n t ...Sa 1 x 1 t

= a n S x n t ... a 1 S x 1 t

Page 19: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 19240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Cascaded interconnections

Subsystem Subsystem Subsystemr t

Inputc t

Output

- Input (Reference input)- Output (Controlled variable)

r t

c t

SystemInput Output

Page 20: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 20240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Laplace Transform

For solving linear differential equations by convert to complex plane.

s = σ + jω s = complex variable σ = real part ω = imaginary part

Page 21: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 21240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Definition

Laplace Transform

Inverse Laplace Transform

L [f t ]=F s=∫0∞f t e−st

dt

L−1[F s ]=

12 j

∫− j ∞

− j ∞F s e st

ds

Page 22: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 22240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Page 23: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 23240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Inverse Laplace TransformPartial-function expansion

1 Roots of the Denominator of F(s) are Real and distinct

F s =N s

D s

=N s

a n sna n−1 s

n−1...a 0

=N s

sP 1 sP 2 ... sP m sP n

=K 1

s p 1

K 2

s p 2

...K m

s p m

K n

s p n

Page 24: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 24240-371 : Modelling in the Frequency Domain

F s =N s

s p 1 s p 2 ... s p m s p n

=K 1

s p 1

K 2

s p 2

...K m

s p m

...K n

s p n

s p m F s = s p m K 1

s p 1

s p m K 2

s p 2

K m s p m K n

s p n

K m=N p m

− p m p 1 − p m p 2 ... − p m p n

Page 25: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 25240-371 : Modelling in the Frequency Domain

F s =1

s1 s 2 s4

=K 1

s 1

K 2

s 2

K 3

s 4

K 1=1

−1 2 −1 4 =

13

K 2=1

− 2 1 − 2 4 =

12

K 3=1

−4 1 −4 42=

16

Page 26: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 26240-371 : Modelling in the Frequency Domain

F s =1 /3

s1

1 /2 s 2

1 /6

s4

f t =13e

− t

12e

−2t

16e

− 4t

F s =N s

D s

=N s

s p 1r s p 2 ... s p n

2. Root of the Denominator of F(s) are real and repeated

Page 27: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 27240-371 : Modelling in the Frequency Domain

=K 1

s p 1 r

K 2

s p 1 r − 1

...K r

s p 1

K r 1

s p 2 ...

K n

s p n

F s =N s

s p 1r s p 2 ... s p n

= K 1 s p 1 K 2 s p 12 K 3 ... s p 1

r −1 K r

s p 1r K r 1

s p 2 ...

s p 1r K n

s p n

Page 28: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 28240-371 : Modelling in the Frequency Domain

K i=[ 1 i −1 !

di−1F s

dsi−1 ]

s p1

F s =2

s 1 s 22

F s =K 1

s 2 2

K 2

s 2

K 3

s 1

s22คูณดวย2

s 1= K 1 s 2 K 2

s 2 2 K 3

s 1

Example

i = 1, 2, ..., r 0! = 1

K 1=−2

........ (1)

Page 29: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 29240-371 : Modelling in the Frequency Domain

− 2 s 1 2

= K 2− [ s 1 2 s 2 K 3]− s 2 2 K 3

s 1 2

=K 2 s2K 3[2 s1− s2]

s12

− 2 s 12

=K 2s s 2 K 3

s 12

K2=−2

First derivative of (1)

Page 30: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 30240-371 : Modelling in the Frequency Domain

F s =−2

s 22

−2s 2

2

s1

2 s 22

= s 1 K 1

S 22

s 1 K 2

s 2K 3

K 3=2

f t =−2te−2t

− 2 e −2t 2 e −t

Page 31: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 31240-371 : Modelling in the Frequency Domain

F s =N s

D s

=N s

s p 1 s2 asb ...

=K1

s p 1

K 2 s K 3

s2 asb

...

s2 asb

2. Root of the Denominator of F(s) are complex

- complex or imaginary

Page 32: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 32240-371 : Modelling in the Frequency Domain

F s =3

s s22s5

3s s

22s5

=K 1

sK 2 sK 3

s22s5

K 1=35

s s22s5 คูณดวย

3= s2 s 5 K 1 K 2 s

2 K 3 s

= K 1 K 2 s2 2K 1 K 3 s 5K 1

Example

และจัดสมการใหม

Page 33: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 33240-371 : Modelling in the Frequency Domain

3=K 235 s

2K 3

65 s 3

K 235=0 K 3

65=0

K 2=−35

K 3=−65

F s =3

s s22s5

=3 /55

−35

s2s

22s5

แทนคา K1

Page 34: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 34240-371 : Modelling in the Frequency Domain

L [Ae− t cos t ]= A s a

s a 22

L [Be−at sin t ]= B

s a 22

L [Ae−at cos t Be−at sin t ]= A sa B

sa 22

F s =3 /55

−35

s11 / 2 2 s12 22

f t =35−

35e

− tcos 2t 1

2sin 2t

Page 35: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 35240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Advantages : rapidly provide stability and transient response information.

Disadvantages : Limited applicability to linear to linear, time invariant system or system that can be approximated as such.

Advantages and Disadvantages

Page 36: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 36240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Transfer function

a n

dnc t

d tn

a n − 1d

n − 1c t

d tn − 1

⋯ a 0 c t

= b m

dmr t

dtm

b m − 1d

m − 1r t

dtm − 1

⋯ b 0 r t

an snC s...a0C s=bms

mR s...b0R s

Page 37: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 37240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Transfer function

C s

R s =G s =

b m smb m−1 s

m−1⋯b 0

a n sn a n−1 s

n−1⋯ a 0

Page 38: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 38240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Electric Network Transfer Functions

Page 39: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 39240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Electric Network Transfer Functions

Page 40: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 40240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Electric Network Transfer Functions

Page 41: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 41240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Block Diagram of Series RLC Network

Page 42: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 42240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Block Diagram of Series RLC Network

Cs

CLs2 RCs 1

V(s) I(s)

Page 43: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 43240-371 : Modelling in the Frequency Domain

1. Replace passive element values with their impedances.2. Replace all sources and time variables with their Laplace Transform3. Assume a transform current and a current direction in each mesh.4. Write Kirchhoff’s voltage law around the output.5. Solve the simultaneous equations for the output.6. Form the Transfer function.

Complex Circuits via Mesh Analysis

Page 44: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 44240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Complex Circuits via Mesh Analysis

Page 45: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 45240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Translational Mechanical System Transfer Functions

Page 46: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 46240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Translational Mechanical System Transfer Functions

a. Mass, spring, and damper systemb. block diagram

Page 47: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 47240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Rotational Mechanical System Transfer Functions

Page 48: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 48240-371 : Modelling in the Frequency Domain

a. Physical systemb. schematicc. block diagram

Page 49: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 49240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Transfer Functions for Systems with Gears

Page 50: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 50240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Transfer Functions for Systems with Gears

a. angular displacement inlossless gears.b. torque in lossless gears.

Page 51: Chapter 3fivedots.coe.psu.ac.th/Software.coe/240-371/slide/controlch3.pdf240-371: Modelling in the Frequency Domain ผู เรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ

ผูเรียบเรียง ธเนศ เคารพาพงศ, อํานวย สิทธิเจรญิชัย แกไข 20 มีนาคม 2545 หนา 51240-371 : Modelling in the Frequency Domain

Electromechanical System Transfer Functions

DC motor : a. schematic; b. block diagram