1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 9/(s² + 6s + 34) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = 9/(s² + 6s + 34)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 2y′ + 5y = u′ + 11u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.6 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.6) を求めよ。
y″ + 2y′ + 5y = u′ + 11ut = 0.6 s
g(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 19/(s + 8) 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 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 19/(s + 8)H = 2R = 5
css =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 13/(s + 5)、G₂ = 1/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 1 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 13/(s + 5)G₂ = 1/(s + 8)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 36/(s² + 3s + 72) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 36/(s² + 3s + 72)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 85/(s(s + 12)) 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) = 85/(s(s + 12))
ts = 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 K = 3.75、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))K = 3.75
m =
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 + 1)(s + 2)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 4)/(s(s + 5)) 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 + 4)/(s(s + 5))r(t) = 10 + 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.4 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 5))ζ = 0.4
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 44(s + 6)/(s(s + 7)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 44(s + 6)/(s(s + 7))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) = K/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ゲイン余裕が 8 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))GM = 8 dB
K =