1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 24)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (5s + 24)/(s² + 4s + 4)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 2y′ + 10y = 19u 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 = 0.3 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.3) を求めよ。
y″ + 2y′ + 10y = 19ut = 0.3 s
g(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 12)) 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 + 12))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) = 5/(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 0.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 5/(s + 1)D = 2css ≤ 0.5
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 6s + 15) 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) = 30/(s² + 6s + 15)
%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 40 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 40 %
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 + 8)(s + 10)) 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 + 8)(s + 10))
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(s + 2)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 20(s + 4)/(s(s + 2)(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 + 4)/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 1 + 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 5)) 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 + 5))K = 10
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 3536/((s + 13)(s + 17)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 3536/((s + 13)(s + 17))ω = 3 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) = 2700/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 2700/(s(s + 20))
PM = °