1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 28/(s² + 8s + 41) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = 28/(s² + 8s + 41)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 18y = 18u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.4 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.4) を求めよ。
y″ + 6y′ + 18y = 18ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 8(s + 4)/((s + 5)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 4)/((s + 5)(s + 6))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)) 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(s + 5)(s + 10))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) = 182/(s² + 7s + 91) 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) = 182/(s² + 7s + 91)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 10)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 30 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 30 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 2)/((s − 3)(s + 5)) は s = 3 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 2)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
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 + 2)(s + 3)(s + 6)) 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 + 2)(s + 3)(s + 6))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 4t が、G(s) = 10/(s(s + 1)) 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) = 10/(s(s + 1))r(t) = 4t
ess =
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) = 5/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.7
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 42(s + 3)/(s(s + 4)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 42(s + 3)/(s(s + 4))ω = 10 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) = 58/(s(s + 5)(s + 6)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 58/(s(s + 5)(s + 6))
ω180 = rad/s