1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 37)/(s² + 9s + 20) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−5t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (5s + 37)/(s² + 9s + 20)
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) = 2、y′(0) = 14 の条件で y″ + 3y′ + 2y = 0 を解き、y(0.5) を求めよ。
y″ + 3y′ + 2y = 0y(0) = 2y′(0) = 14t = 0.5 s
y(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 26/(s + 2) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 26/(s + 2)H = 0.1
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 7/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.07 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 1)D = 1css ≤ 0.07
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 43/(s² + 8s + 43) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 43/(s² + 8s + 43)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 225/(s(s + 5)) 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) = 225/(s(s + 5))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 5)(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 + 5)(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
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 3)/((s + 1)(s + 5)(s + 10)) 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 + 3)/((s + 1)(s + 5)(s + 10))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 4/(2s + 1) を、比例ゲイン K = 5 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 4/(2s + 1)K = 5
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 10)) 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 + 10))K = 16
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 23(s + 11)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 23(s + 11)/(s(s + 10))ω = 2 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) = 434/(s(s + 6)(s + 7)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 434/(s(s + 6)(s + 7))
GM = dB