1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 24)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (5s + 24)/(s² + 4s + 4)t = 1 s
f(1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 10、y′(0) = −4 の条件で y″ + 8y′ + 15y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 10y′(0) = −4t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 29/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 29/(s + 7)H = 0.5
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 56/(s(s + 7)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 56/(s(s + 7))H = 0.5
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 9/(s² + 4s + 9) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 9/(s² + 4s + 9)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 8 % で、最初のピークは t = 0.25 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 8 %tp = 0.25 s
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 2080/(s(s + 5)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 2080/(s(s + 5)(s + 8))
N =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
L(s) = K/((s + 2)(s² + 6s + 18)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s² + 6s + 18))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 10/(s(s + 4)(s + 10)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 10 + 1t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.8
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 351/((s + 3)(s + 13)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 351/((s + 3)(s + 13))ω = 10 rad/s
|G(jω)| = dB
12.ボード線図と余裕むずかしい
ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 1210/(s(s + 9)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 1210/(s(s + 9)(s + 10))
GM = dB