1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 32)/(s² + 5s + 6) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−3t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (6s + 32)/(s² + 5s + 6)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t) に従い、y(0) = 3、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.75) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.75 s
y(0.75) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 5)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(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 + 2)(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) = 23/(s² + 8s + 46) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 23/(s² + 8s + 46)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 85 Ω、L = 200 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 85 ΩL = 200 mHC = 10 µFV = 12 V
%OS = %
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 10/(s(s + 2)(s + 3)) 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) = 10/(s(s + 2)(s + 3))
N =
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 + 2)(s + 10)(s + 3)(s + 8)) 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 + 2)(s + 10)(s + 3)(s + 8))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 0.5·t²/2 が、G(s) = 20(s + 3)/(s²(s + 2)) 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) = 20(s + 3)/(s²(s + 2))r(t) = 0.5·t²/2
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 4/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 2)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 4/sG(s) = 20/((s + 2)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 17(s + 6)/(s(s + 13)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 17(s + 6)/(s(s + 13))ω = 1 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) = 560/(s(s + 20)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 560/(s(s + 20))
ωc = rad/s