1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 26)/(s² + 4s + 40) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (2s + 26)/(s² + 4s + 40)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 7、y′(0) = 6 の条件で y″ + 6y′ + 5y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 0y(0) = 7y′(0) = 6t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 12 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 10/(s + 2)H₁ = 5K = 12
p =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 4)(s + 9)) 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 + 4)(s + 9))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) = 43.5/(s² + 6s + 87) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 43.5/(s² + 6s + 87)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
R = 261 Ω、L = 500 mH、C = 4.7 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 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 = 261 ΩL = 500 mHC = 4.7 µFV = 24 V
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 585/(s(s + 3)(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) = 585/(s(s + 3)(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 + 3)(s + 10)) 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 + 3)(s + 10))s = −0.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 4/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 4/(10s + 1)K = 10
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 20(s + 15)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 20(s + 15)/(s(s + 11))ω = 1 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 + 4)(s + 5)) である。 ゲイン余裕が 4 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))GM = 4 dB
K =