1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 11)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (6s + 11)/(s² + 10s + 25)t = 0.1 s
f(0.1) =
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) = 4、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 4 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.2) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 4 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 3 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 2/(s + 1)H₁ = 4K = 3
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 7)) 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 + 7))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) = 38/(s² + 7s + 76) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 38/(s² + 7s + 76)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 90/(s(s + 10)) 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) = 90/(s(s + 10))
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 = 14、L(s) = K/(s(s + 2)(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 + 2)(s + 5))K = 14
m =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.2 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 5tess = 0.2
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 8 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 4))Kp = 8ζ = 0.5
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 12(s + 1)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 12(s + 1)/(s(s + 10))ω = 3 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) = 8/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 8/(s(s + 2))
ωc = rad/s