1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 15/(s(s + 2)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = 15/(s(s + 2)(s + 5))t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 8y = 16·u(t) に従い、y(0) = 2、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.5) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 16·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.5 s
y(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 8)) 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 + 8))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4)) 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 + 3)(s + 4))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) = 24.5/(s² + 6s + 49) 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) = 24.5/(s² + 6s + 49)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
R = 134 Ω、L = 500 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 134 ΩL = 500 mHC = 10 µFV = 10 V
vC,max = V
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 + 6)) 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 + 6))
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 + 4)/((s + 6)(s + 10)(s + 8)) 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 + 4)/((s + 6)(s + 10)(s + 8))
σa =
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
PD 制御器 C(s) = 25 + 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 + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.9 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 4))Kp = 25ζ = 0.9
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 3(s + 3)/(s(s + 9)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 3(s + 3)/(s(s + 9))ω = 0.5 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) = 714/(s(s + 7)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 714/(s(s + 7)(s + 9))
GM = dB