1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 14)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (s + 14)/(s² + 8s + 16)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″ + 11y′ + 30y = 4u 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 = 0.2 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.2) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 4ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 34/(s(s + 5)) である。基準入力はランプ r(t) = 10·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 34/(s(s + 5))r(t) = 10·t
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 23 が、プラント G(s) = 2/(s + 7) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 5 の基準ステップと大きさ 1 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 23G(s) = 2/(s + 7)D = 1R = 5
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 69/(s² + 2s + 23) 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) = 69/(s² + 2s + 23)
tp = 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 10 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 12))%OS = 10 %
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 + 2))、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 + 2))
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 + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 3t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5(s + 2)/(s(s + 1)(s + 2)) 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) = 5(s + 2)/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 10 + 3t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 2))ζ = 0.8
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 2 Ω の両端でとり、L = 5 mH、C = 0.47 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 2 ΩL = 5 mHC = 0.47 µF
BW = Hz
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) = 474/(s(s + 7)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 474/(s(s + 7)(s + 10))
GM = dB