1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 4/(s² + 13s + 42) である。その逆変換は f(t) = A·e−6t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = 4/(s² + 13s + 42)
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) = 8、y′(0) = 5 の条件で y″ + 7y′ + 6y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 0y(0) = 8y′(0) = 5t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 4(s + 3)/((s + 5)(s + 7)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 4(s + 3)/((s + 5)(s + 7))R = 5
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 68/(s(s + 8)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 68/(s(s + 8))H = 0.5
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 8s + 30) 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) = 30/(s² + 8s + 30)
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) = 30/(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) = 30/(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
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 7)/(s(s + 2)(s + 3))、K > 0 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 + 7)/(s(s + 2)(s + 3))
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 + 1)(s + 3)(s + 4)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 20 %
K =
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) = 4/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 8))K = 50
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 896/((s + 4)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 896/((s + 4)(s + 14))ω = 8 rad/s
|G(jω)| = 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) = 57.5/(s(s + 5)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 57.5/(s(s + 5))
ωc = rad/s