1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 22)/(s² + 15s + 56) である。その逆変換は f(t) = A·e−7t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (5s + 22)/(s² + 15s + 56)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t) に従い、y(0) = 5、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(0.3) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 8(s + 6)/((s + 8)(s + 9)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 6)/((s + 8)(s + 9))R = 5
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 64/(s(s + 6)) 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) = 64/(s(s + 6))H = 1
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 27/(s² + 6s + 27) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 27/(s² + 6s + 27)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 9 Ω、L = 200 mH、C = 100 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。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 9 ΩL = 200 mHC = 100 µFV = 10 V
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 K = 195、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))K = 195
m =
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 + 2)(s + 4)) について、閉ループ極を s = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4))s = −0.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 4(s + 4)/(s(s + 2)(s + 4)) 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) = 4(s + 4)/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 6)) 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) = 4/(s(s + 6))K = 4
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 4788/((s + 14)(s + 18)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 4788/((s + 14)(s + 18))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = dB
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 + 7)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 10))GM = 2 dB
K =