1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 28)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (6s + 28)/(s² + 6s + 9)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 24·u(t) に従い、y(0) = 6、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 10 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.25) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 24·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 10t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 20 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 4/(s + 2)H₁ = 5K = 20
p =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 20 が、プラント G(s) = 7/(s + 7) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 20G(s) = 7/(s + 7)D = 0.5R = 0
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 62/(s² + 10s + 62) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 62/(s² + 10s + 62)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 95/(s(s + 8)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 95/(s(s + 8))
ts = s
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 + 12)/(s(s + 2)(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 + 12)/(s(s + 2)(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
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 4(s + 1)/(s(s + 4)) 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) = 4(s + 1)/(s(s + 4))r(t) = 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 6)) を制御しています。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 6))K = 50
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 22 nF です。22 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 1 kΩC = 22 nFf = 22 kHz
|H| = 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) = 14/(s(s + 3)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 14/(s(s + 3)(s + 4))
GM = dB