1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 3)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (3s + 3)/(s² + 4s + 4)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 20y = 20·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(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 11(s + 4)/((s + 2)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 11(s + 4)/((s + 2)(s + 6))R = 2
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 22 が、プラント G(s) = 1/(s + 5) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 22G(s) = 1/(s + 5)D = 1R = 0
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 228/(s² + 8s + 76) 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) = 228/(s² + 8s + 76)
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、オーバーシュートを 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
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 + 4)) 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 + 4))
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 + 5)(s + 7)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s + 7))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 9 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) = 5/(0.5s + 1)K = 9
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 10)) 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) = 5/(s(s + 10))K = 10
%OS = %
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 = 20 mH、C = 4.7 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 20 mHC = 4.7 µF
f0 = Hz
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) = 72/(s(s + 1)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 72/(s(s + 1)(s + 9))
GM = dB