1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 10)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (6s + 10)/(s² + 8s + 16)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 12·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 12·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 29/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.1 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) = 29/(s + 7)H = 0.1
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 74/(s(s + 12)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 74/(s(s + 12))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 29/(s² + 8s + 58) 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) = 29/(s² + 8s + 58)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 105/(s(s + 2)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 105/(s(s + 2))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) 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 + 2)(s + 6))
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)(s² + 8s + 25)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 25))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 3t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2/(s(s + 4)(s + 5)) 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) = 2/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5 + 3t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(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) = 4/(s(s + 5))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 42(s + 6)/(s(s + 8)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 42(s + 6)/(s(s + 8))ω = 0.5 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) = 406/(s(s + 6)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 406/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB