1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 30/(s(s + 2)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = 30/(s(s + 2)(s + 6))t = 0.6 s
f(0.6) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 10、y′(0) = 3 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(0.8) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 10y′(0) = 3t = 0.8 s
y(0.8) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 2)) 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(s + 2))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 4)、G₂ = 1/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.2 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 = 12/(s + 4)G₂ = 1/(s + 8)H₁ = 4H₂ = 0.2
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 17/(s² + 2s + 17) 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) = 17/(s² + 2s + 17)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
質量 m = 2.5 kg のおもりが、ばね定数 k = 200 N/m のばねと粘性ダンパ c = 9 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 100 N を突然加える。 減衰比 ζ を求めよ。
m = 2.5 kgk = 200 N/mc = 9 N·s/mF = 100 N
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) 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(s + 1)(s + 8))
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 + 3)(s² + 8s + 25)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s² + 8s + 25))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 2/(s(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) = 2/(s(s + 2))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) = 10/(s(s + 6)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 6))K = 50
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 22 Ω, L = 4.7 mH です。3 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 = 22 ΩL = 4.7 mHf = 3 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) = 592/(s(s + 8)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 592/(s(s + 8))
ωc = rad/s