1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 12)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (3s + 12)/(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″ + 8y′ + 15y = 15·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 5 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.3) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 15·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 5)(s + 11)) 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 + 5)(s + 11))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 80/(s(s + 11)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 80/(s(s + 11))H = 1
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 4/(s² + 2s + 8) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 4/(s² + 2s + 8)
σ =
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、オーバーシュートは 50 % で、最初のピークは t = 0.25 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 50 %tp = 0.25 s
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 20/(s(s + 6)(s + 10)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 20/(s(s + 6)(s + 10))
N =
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 + 5)(s + 6)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))s = −2.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) 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 0.02 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 + 1))r(t) = 5tess = 0.02
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.8
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 5 Ω の両端でとり、L = 1 mH、C = 0.47 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 5 ΩL = 1 mHC = 0.47 µF
Q =
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) = K/(s(s + 1)(s + 3)) である。 ゲイン余裕が 10 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))GM = 10 dB
K =