1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 19)/(s² + 6s + 13) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (s + 19)/(s² + 6s + 13)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 11y′ + 30y = 60·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) = 5 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 34/(s + 6) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 34/(s + 6)H = 0.5R = 5
css =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 4 が、プラント G(s) = 10/(s + 8) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 2 の基準ステップと大きさ 2 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 4G(s) = 10/(s + 8)D = 2R = 2
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 72/(s² + 2s + 36) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 72/(s² + 2s + 36)
ζ =
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 + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 2 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) 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 + 2)(s + 5))
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(s + 4)(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(s + 4)(s + 10))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 3t が、G(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(s + 5))r(t) = 3t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 4 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 1))Kp = 4ζ = 0.6
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 34(s + 20)/(s(s + 2)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 34(s + 20)/(s(s + 2))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) = 56/(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) = 56/(s(s + 8))
ωc = rad/s