1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 40/(s(s + 1)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = 40/(s(s + 1)(s + 5))t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 11y′ + 30y = u′ + 15u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = u′ + 15ut = 0.25 s
g(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 6)) 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(s + 6))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 3/(s + 4)、G₂ = 9/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 1 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 3/(s + 4)G₂ = 9/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 49.5/(s² + 12s + 99) 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) = 49.5/(s² + 12s + 99)
%OS = %
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、オーバーシュートを 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =
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 + 1)(s + 4)) 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(s + 1)(s + 4))
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 + 6)(s + 10)) 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 + 10))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 4·t²/2 が、G(s) = 20(s + 3)/(s²(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) = 20(s + 3)/(s²(s + 4))r(t) = 4·t²/2
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 25 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 4))Kp = 25ζ = 0.6
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 24(s + 20)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 24(s + 20)/(s(s + 3))ω = 20 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) = 10/(s(s + 5)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 10/(s(s + 5))
ωc = rad/s