1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 23)/(s² + 8s + 52) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (s + 23)/(s² + 8s + 52)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 6y = 12·u(t) に従い、y(0) = 6、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 4 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 12·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 6/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 2.4 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 1)D = 2css ≤ 2.4
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 35/(s² + 6s + 70) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 35/(s² + 6s + 70)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 8 % で、最初のピークは t = 2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 8 %tp = 2 s
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 10)/(s(s + 2)(s + 3))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
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 = 0.8 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.8
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 4(s + 1)/(s(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) = 4(s + 1)/(s(s + 5))r(t) = 0.5t
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 + 5)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 5))ζ = 0.707
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 32(s + 13)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 32(s + 13)/(s(s + 11))ω = 3 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) = 48/(s(s + 3)(s + 4)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 48/(s(s + 3)(s + 4))
ω180 = rad/s