1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 4)/(s² + 2s + 17) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (s + 4)/(s² + 2s + 17)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 4y′ + 3y = 15·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.75) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 15·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.75 s
y(0.75) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 8/(s + 2)、G₂ = 6/(s + 2)、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 = 8/(s + 2)G₂ = 6/(s + 2)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) = 28/(s² + 6s + 14) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 28/(s² + 6s + 14)
tp = 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、オーバーシュートを 10 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 10 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 5/(s(s + 1)(s + 3)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 5/(s(s + 1)(s + 3))
N =
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 + 1)(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 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 + 1)(s + 3))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 10)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.01 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 + 10))r(t) = 2tess = 0.01
K =
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。 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) = 10/(s(s + 5))K = 10
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 16(s + 12)/(s(s + 2)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 16(s + 12)/(s(s + 2))ω = 2 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) = 60/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 60/(s(s + 4))
ωc = rad/s