1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 15)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (2s + 15)/(s² + 10s + 25)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 7、y′(0) = 3 の条件で y″ + 10y′ + 24y = 0 を解き、y(0.1) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 0y(0) = 7y′(0) = 3t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 8) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 20 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 3/(s + 8)H₁ = 0.5K = 20
p =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 50/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 50/(s(s + 6))H = 2
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 12/(s² + 5s + 12) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 12/(s² + 5s + 12)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 8 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 8 %
ζ =
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 + 10)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
ω = rad/s
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)(s² + 6s + 18)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s² + 6s + 18))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 2/(1s + 1)K = 10
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 8)) 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) = 1/(s(s + 8))K = 25
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 10 Ω, L = 4.7 mH です。85 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 10 ΩL = 4.7 mHf = 85 Hz
φ = °
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) = 2400/(s(s + 20)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 2400/(s(s + 20))
ωc = rad/s