1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 21/(s² + 6s + 13) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = 21/(s² + 6s + 13)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t) に従い、y(0) = 4、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 2 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.2) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 21/(s + 2) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 21/(s + 2)H = 0.25
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 46/(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。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 46/(s(s + 11))H = 1
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 72/(s² + 12s + 72) 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) = 72/(s² + 12s + 72)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 26 Ω、L = 10 mH、C = 22 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 26 ΩL = 10 mHC = 22 µFV = 12 V
%OS = %
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 = 10.5、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) 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 + 4))K = 10.5
m =
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(s + 8)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.6
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 50(s + 2)/(s(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) = 50(s + 2)/(s(s + 4))r(t) = 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 5)) 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 + 5))K = 20
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 39(s + 6)/(s(s + 5)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 39(s + 6)/(s(s + 5))ω = 8 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) = K/(s(s + 5)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 20 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 7))GM = 20 dB
K =