1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 20)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(2) を計算せよ。
F(s) = (6s + 20)/(s² + 2s + 1)t = 2 s
f(2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 8y = 16·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) = 10 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.25) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 16·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 10t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 6) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 2 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) = 7/(s + 6)H₁ = 0.5K = 2
p =
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) = 3/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 3 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 3/(s + 1)D = 10css ≤ 3
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 22/(s² + 3s + 44) 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) = 22/(s² + 3s + 44)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
R = 224 Ω、L = 500 mH、C = 10 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 224 ΩL = 500 mHC = 10 µFV = 10 V
%OS = %
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 4)/((s − 3)(s + 5)) は s = 3 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 4)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
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 + 6)(s + 14)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 6)(s + 14))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t に定常偏差 0.2 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 1tess = 0.2
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 8
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 4.7 nF です。68 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 1 kΩC = 4.7 nFf = 68 kHz
|H| = 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) = 8/(s(s + 1)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 8/(s(s + 1)(s + 8))
GM = dB