1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 25/(s(s + 2)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.75) を計算せよ。
F(s) = 25/(s(s + 2)(s + 5))t = 0.75 s
f(0.75) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 4y′ + 3y = 3·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 1 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(1) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 3·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 1 s
y(1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 39/(s + 6) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 2 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 39/(s + 6)H = 2R = 2
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 46/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 1 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) = 46/(s(s + 6))H = 1
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 282/(s² + 9s + 94) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 282/(s² + 9s + 94)
tp = s
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、オーバーシュートを 10 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 10 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 13)/(s(s + 3)(s + 4))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K(s + 13)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 6)/((s + 4)(s + 1)(s + 8)(s + 10)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 6)/((s + 4)(s + 1)(s + 8)(s + 10))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 25 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 25 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 2)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 2))K = 20
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 17(s + 7)/(s(s + 6)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 17(s + 7)/(s(s + 6))ω = 15 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 52/(s(s + 3)(s + 6)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 52/(s(s + 3)(s + 6))
ω180 = rad/s