EEE REKABENTUK SISTEM KAWALAN

Similar documents
UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

EEE 208 TEORI LITAR II

EEE 453 REKABENTUK SISTEM KAWALAN

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

EEE 350 SISTEM KAWALAN

EEM 423 KEJURUTERAAN KEBOLEHPERCAYAAN

MAA 101 Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

",,345 UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 1996/97. April EBE Sistem Kawalan Lanjutan.

ESA 362/3 Kawalan Penerbangan Pesawat

MAT 222 Differential Equations II [Persamaan Pembezaan II]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

CPT115 Mathematical Methods for Computer Sciences [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

MAT111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

MAT Calculus [Kalkulus]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEM 352 REKABENTUK MEKATRONIK II

EEE 350 SISTEM KAWALAN

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT115 Mathematical Methods for Computer Science [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

MST 565 Linear Model [Model Linear]

EEU 104 TEKNOLOGI ELEKTRIK

JEE PEMPROSESAN ISYARAT DIGIT

MAT 518 Numerical Methods for Differential Equations [Kaedah Berangka untuk Persamaan Pembezaan]

EMH 451 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MAT 101 Calculus [ Kalkulus] Duration : 3 hours [Masa : 3 jam]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MSG 356 Mathematical Programming [Pengaturcaraan Matematik]

MAT 223 DIFFERENTIAL EQUATIONS I [Persamaan Pembezaan I]

MAT Linear Algebra [Aljabar Linear]

MAT 202 Introduction to Analysis [ Pengantar Analisis]

MAA 111 Algebra for Science Students [Aljabar untuk Pelajar Sains]

(Kertas soalan ini mengandungi 4 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 4 questions on 6 printed pages)

EEE 322 KEJURUTERAAN GELOMBANG MIKRO DAN RF

EAS 254E/3 Structural Analysis (Analisis Struktur)

MAT 101 Calculus [ Kalkulus]

MST 565 Linear Models [Model Linear]

MAA Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

EME 411 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

EEE TEORI LITAR II

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

ESA 367/2 Flight Stability & Control I Kestabilan & Kawalan Penerbangan I

EE602 : CIRCUIT ANALYSIS

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS513 Computer Vision and Image Analysis [Penglihatan Komputer dan Analisis Imej]

MAT 263 Probability Theory [Teori Kebarangkalian]

(Kertas soalan ini mengandungi 5 soalan dalam 8 halaman yang bercetak) (This question paper consists of 5 questions on 8 printed pages)

MSS 317 Coding Theory [Teori Pengekodan]

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination 2008/2009 Academic Session Peperiksaan Semester Kedua Sidang Akademik 2008/2009

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

INSTRUCTION: This section consists of TEN (10) structured questions. Answer ALL questions.

ESA461/2 Flight Stability and Control II [Kawalan dan Kestabilan Pesawat II]

IUK 191E - Mathematic I [Matematik I]

EAS 253E/3 Theory of Structures EAS 253E/3 Teori Struktur

SULIT 3472/1 MAJLIS PENGETUA SEKOLAH-SEKOLAH MALAYSIA (MPSM) CAWANGAN KELANTAN PEPERIKSAAN PERCUBAAN SPM TINGKATAN LIMA

EXAMINATION FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF SCIENCE WITH EDUCATION PEPERIKSAAN IJAZAH SARJANA MUDA SAINS DENGAN PENDIDIKAN

INSTRUCTION: This section consists of FOUR (4) structured questions. Answer TWO (2) questions. only.

ESA 380/3 Orbital Mechanics Mekanik Orbit

EAA211 Engineering Mathematics for Civil Engineers [Matematik Kejuruteraan untuk Jurutera Awam]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS511 Evolutionary Computing [Perkomputeran Berevolusi]

JEE TEORI ELEKTROMAGNET

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CIT562 Bioinformatics Computing [Perkomputeran Bioinformatik]

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

ESA 251/3 Control System Theory Teori Sistem Kawalan

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination Academic Session 2009/2010. April/May 2010

REG 363 Site Investigation (Kajian Tapak)

EAS151 Statics and Dynamics [Statik dan Dinamik]

EEE 228 ISYARAT DAN SISTEM

EMH 451/3 Numerical Methods For Engineers Kaedah Berangka Untuk Jurutera

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

IMK 308 Food Preservation Principles [Prinsip Pengawetan Makanan]

MST 562 Stochastic Processes [Proses Stokastik]

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.


Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

EAS152 Strength of Materials

IEK 304E - Noise and Sound Control Technology [Peralatan Pengolahan Hingar din Bunyi]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Peperiksaan Semester Pertama Sidang Akademik 2004/2005. Oktober CPT102 - Struktur Diskret

ZCT 104E/3 - Fizik IV (Fizik Moden)

(Kertas soalan ini mengandungi 11 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 11 questions on 6 printed pages)

(Kertas soalan ini mengandungi 11 soalan dalam 6 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 11 questions on 6 printed pages)

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

MAT 100 Foundation Mathematics [Asas Matematik]

ESA 382/3 Spacecraft Subsystem Design Rekabentuk Subsistem Kapal Angkasa

EME 451/3 Computational Fluid Dynamics Pengkomputeran Dinamik Bendalir

EAV 583/4 Air and Noise Pollution Control EAV 583/4 Kawalan Pencemaran Udara dan Hinggar

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

PANITIA BIOLOGI DAERAH SEPANG PEPERIKSAAN PERCUBAAN SIJIL PELAJARAN MALAYSIA BIOLOGI KERTAS 3 Satu jam tiga puluh minit

IWK 302 Wood Engineering [Kejuruteraan Kayu]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT443 Automata Theory & Formal Languages [Teori Automata & Bahasa Formal]

EXAMINATION FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF SCIENCE WITH EDUCATION PEPERIKSAAN IJAZAH SARJANA MUDA SAINS DENGAN PENDIDIKAN

EAH 221/3 Fluid Mechanics For Civil Engineers [Mekanik Bendalir Untuk Jurutera Awam]

ESA 322/3 Dinamik Struktur

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Peperiksaan Semester Kedua. Sidang Akademik 1996/97. April Masa : [ 2 jam]

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

Figure A1(a)/Rajah A1(a)

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

MSG Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Peperiksaan Semester Pertama Sidang Akademik 2000/01. September/Oktober EAL 534/4 Perancangan Dan Dasar Pengangkutan

Transcription:

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA Peperiksaan Semester Pertama Sidang Akademik 2003/2004 September/Oktober 2003 EEE 453 - REKABENTUK SISTEM KAWALAN Masa: 3 Jam SUa pastikan kertas peperiksaan ini mengandungi SEBELAS (11) muka surat termasuk 3 Lampiran bercetak dan ENAM (6) soalan sebelum anda memulakan peperiksaan ini. Jawab LIMA (5) soalan. Agihan markah diberikan di sut sebelah kanan soalan berkenaan. Semua soalan hendaklah dijawab di dalam Bahasa Malaysia. ARAHAN KEPADA CALON:-...2/-

-2- [EEE 453] 1. Matrik A, B, C dan D persamaan dinamik suatu sistem kawalan diberikan seperti berikut: A, B, C and D matrices of the dynamical state equation of a control system is given as follows: Lukiskan gambarajah keadaan bagi sistem tersebut berdasarkan kepada matrik-matrik di atas. Draw the state diagram for the system based on the above matrices. (20%) Tentukan kebolehkawalan dan kebolehcerapan keadaan sistem tersebut masing-masing menggunakan matrik kebolehkawalan dan kebolehcerapan. Determine the state control/ability and observability of the system using control/ability matrix and observability matrix, respectively. (20%) (c) Tentukan persamaan ciri sistem tersebut. (20%) Determine the characteristic equation of the system. (d) Tentukan fungsi pindah sistem tersebut. (20%) Determine the transfer function of the system. (e) Jelmakan persamaan dinamik keadaan sistem tersebut kepada bent uk CCF menggunakan matrik jelmaan. Transform the above state equation into CCF form. (20%)... 3/- 177

-3- [EEE 453] 2. Fungsi pindah suatu sistem kawalan diberikan seperti berikut: Transfer function of a control system is given as follows: G(S)= 2s+6 (s+axs + 2)2 Nyatakan persamaan dinamik keadaan sistem tersebut dalam bentuk: Express the state dynamical equation of the system in the following form: [i] [ii] CCF OCF (15%) (15%) Apakah nuai a yang perlu dielak untuk memastikan sistem tersebut bolehcerap dan bolehkawal secara serentak. What is the value of a that should be avoided such that the system will be control/able and observable simultaneously. (10%) (c) Setkan a = 0, nyatakan fungsi pindah sistem tersebut dalam bentuk pecahan separa, lukiskan gambarajah keadaan bagi penguraian selari dan tentukan matrik A, B, C dan D. Set a = 0, express the transfer of the system in partial fraction, draw the state diagram for parallel decomposition and determine the matrices A, B, C and D. (30%)...4/-

- 4- [EEE 453] (d) Tentukan persamaan peralihan keadaan sistem tersebut jika xl (t) = 0; X2{t) = 1; X3 (t) = 1 dan U{/) = 2 berdasarkan persamaan keadaan bentuk DCF dalam bahagian (c). Determine the state transition equation for the system if xl (I) = 0; x2 (t) = 1; X3 (I) = 1 and u{t) = 2, based on the state dynamical equation in DCF form as in part (c). (30%) 3. Fungsi pindah suatu sistem kawalan diberikan oleh persamaan dinamik keadaan seperti berikut The transfer function of a control system is given by the following state dynamical equation: i{t)=[ ~ ~ ~ JX{/)+[~JU{t) -6-11 -6 1 y{t) = [1 1 1 ]X{t ) Dengan memilih kedudukan kutub-kutub menggunakan kaedah ITAE; By selecting the poles location based on ITAE method: Rekabentuk pengawal suapbalik keadaan dengan hukum kawalan U{/) = -Kx{t) dan memilih COo = 1 rad/s. Design a state feedback controller based on control law u{t) = -KxV) and select COo = 1 rad/s. (30%) Rekabentuk pemerhati tertib penuh dengan memilih IDo = 2 rad/s. Design a full order state observer by selecting IDo = 2 rad/s. (50%)... 5/- 179

-5- [EEE 453] (c) Tentukan fungsi pindah keseluruhan pengawal berdasarkan pengawal dan pemerhati dalam bahagian dan. Determine the overall controller transfer function based on the controller and observer in part and..(20%) 4. Suatu sistem diwakili oleh, A system is represented by, dan masukannya memenuhi persamaan r{t) = r{t)- 2r{t). and the system input satisfies the equation r{t):;: r{t) - 2r{t). Rekabentuk pengawal keadaan dengan menggunakan hukum kawalan kamiran yang mempunyai struktur seperti di dalam Rajah (1) dan meletakkan kutub pada s = -1, -1.5, -2, dan -2.5. Design a state controller using integral control law that have the structure as in Figure (1) and place the poles at s ~ -1, -1.5, -2 and -2.5. (80%) Tuliskan hukum kawalan sistem tersebut berdasarkan struktur yang diberikan dalam Rajah (1) dan menggunakan nilai-nilai parameter yang dikira dalam bahagian. Write the control law of the system based on the structure in Figure (1) and use the parameters that were calculated in part. (20%) 1&0... 61-

-6- [EEE 453] r + ~ y ~ Rajah (1) Figure (1) 5. Diberikan model suatu loji ialah: The model of a plant is given as: y{k) = x{k) + n{k) di sini u(k) dan y(k) adalah masing-masing masukan dan keluaran loji. n(k) ialah satu jujukan bisirig putih diskret. where u(k) and y(k) are the input and output of the plant, respectively. n(k) is a discrete white noise sequence. Apakah jenis model di atas, terangkan bagaimana anda mengenali model tersebut? Determine the type of the above model, explain how you recognize the model? (10%)... 7/- 181

-7- [EEE 453] Menggunakan data dalam Jadual (1), tentukan nilai-nilai anggaran bagi: Using the data in Table (1), determine the estimated values for: [i] ai' a 2 dan b dengan menggunakan kaedah algorithma kuasa dua terkecil piawai. ai' a 2 and b using the standard least squares algorithm. (40%) [ii] ai' a 2 dan b dengan menggunakan algoritma kuasa dua terkecil jadi semula dengan pemberat eksponen. Setkan nilai awalan P = 10001, A = 0.95 dan nilai-nilai lain kepada O. ai' a 2 and b using exponentially weighted recursive least squares algorithm. Set initial value of P = 10001, A = 0.95 and others to O. (50%) Jadual (1) Table (1) k 1 2 3 u(k) -0.43-1.67 0.13 y(k) -0.01-0.1-1.66 4 5 0.29-1.15-1.04-0.24 6. Pertimbangkan suatu sistem yang diwakili oleh: Consider a system that is represented by: x=ax+bu y=cx+du dan and... 8/- 182

- 8- [EEE 453] Nyatakan fungsi pindah sistem tersebut. Determine the transfer function of the system. (20%) Andaikan satu sistem kawalan linear, Assumed that the contro/law is linear, dan keadaan awalan ialah: and initial state is: Jika indeks prestasi diberi sebagai: If the performance index is given as: J= r(xt[~ ~}+2U} [i] Rekabentuk suatu pengawal LQR menggunakan pendekatan pembolehubah keadaan yang boleh memberi nilai minima bagi J dengan kedudukan equilibrium t ~ 00. Design a LOR c.ontroller using state variable approach that could give a minimum value for J with equilibrium position t ~ 00. (70%) [ii] Lukiskan gambarajah blok bagi sistem kawalan tersebut. Draw the block diagram for the control system. (10%) - 00000-183

Lampiran (Appendix) [EEE 453] Kutub-kutub kaedah ITAE bagi roo = I s+0.7±jo.7 (s + 0.7Xs + 0.5 ± ji.i) tertib ke-2 tertib ke-3 WRLS Algorithm ~ N + 1 = ~ N + K N + 1 [Y N + 1 - X ~ + 1 ~ N ] K - PNXN+l N+l - T A + xn+ipnxn+l P =P N {I _ X N " x~" P N } N+l 1 1 T P /l. /l.+xn+l N X N+l Persamaan matrik terturun Riccati: ATp + PA - PBR- 1 B T p + Q = 0 dan K=R" 1 8 T p -1-184

Lampiran (Appendix) [EEE 453] Laplace Transform Table Unit-impuIse function 8(/) 1 s 1 8i nl 8"+1 1 s+a 1 (s + a'f n! (s + a)"+1 Unit-step function U,(/) Unit-ramp function I t" (n = positive integer) e-iii le- t"e- (n = positive integer) 1 1 ' fj _ a (e- - e-") (a'" (s +axs+ II) II) s 1 (s + axs + II) II - a lfte-/k- ate- ) (a'" II) 1 1 -(1- e- s(s + a) III ) a 1 1 a2 (1 - e- - ate-iii) s(s + a)2 1 1 a2 (at - 1 S2(8 + + e-'") a) 1 8 2 (8 + a)2 ~[t-;+(t+~)e-] -2-185

Lampiran (Appendix) [EEE 453] LapiaceTraaslorm Table (continued) 61 2 S2 + 0)2 cos O).t 1 - COS6lat 0). Va 2 + O)! sin (6lat + 9) where 8 = tan-i (O)Ja) (s + a)(s2 + O)~) 1 - b,-fill sin (0)" v'i'"="(i t + 8) 1- (I where 8 = COS-I, (' < 1) O)!(s + a) S2 + 2,0).s + O)~ t - ~ + ~,-fill sin (6Ia VI - (It + 9) 0). O)~ 1 - (I where 8 = COS-I (2(1-1) U < 1) - 3-186