1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 28)/(s² + 11s + 24) である。その逆変換は f(t) = A·e−3t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (4s + 28)/(s² + 11s + 24)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 1、y′(0) = −9 の条件で y″ + 9y′ + 20y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 0y(0) = 1y′(0) = −9t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 11(s + 3)/((s + 2)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 11(s + 3)/((s + 2)(s + 6))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 8))単位負帰還
Kmax =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 36/(s² + 4s + 36) 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) = 36/(s² + 4s + 36)
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) = K/(s(s + 5)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 30 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 30 %
K =
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) = 144/(s(s + 2)(s + 6)) 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) = 144/(s(s + 2)(s + 6))
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(s + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.3 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.3
K =
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 + 1)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4))ess = 4 %
K =
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) = 4/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 2)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 180/((s + 3)(s + 5)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 180/((s + 3)(s + 5))ω = 30 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) = 530/(s(s + 5)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 530/(s(s + 5)(s + 10))
GM = dB