1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 35)/(s² + 5s + 6) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−3t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (2s + 35)/(s² + 5s + 6)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 20y = 20·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) = 2 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 6(s + 7)/((s + 4)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 6(s + 7)/((s + 4)(s + 6))R = 2
ess =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 19/(s + 3)、G₂ = 10/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.25 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 = 19/(s + 3)G₂ = 10/(s + 8)H₁ = 2H₂ = 0.25
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 182/(s² + 9s + 91) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 182/(s² + 9s + 91)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 12)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 25 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 12))%OS = 25 %
K =
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 + 5)/(s(s + 1)(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 + 5)/(s(s + 1)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2.5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 19 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) = 2.5/(0.5s + 1)K = 19
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 1 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 2)) 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) = 10/(s(s + 2))K = 1
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 5040/((s + 18)(s + 20)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 5040/((s + 18)(s + 20))ω = 15 rad/s
|G(jω)| = 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) = 306/(s(s + 4)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 306/(s(s + 4)(s + 8))
ω180 = rad/s