1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 29)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (s + 29)/(s² + 8s + 16)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 20y = 20·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 1 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 20·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 13)) 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 + 13))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 10/(s + 1)、G₂ = 8/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.5 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 = 10/(s + 1)G₂ = 8/(s + 7)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 5/(s² + 2s + 10) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 5/(s² + 2s + 10)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 155/(s(s + 10)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 155/(s(s + 10))
ts = s
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 + 2)) 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 + 1)(s + 2))
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 + 10)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.8 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.8
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 5 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 5 %
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) = 5/(s(s + 2)) 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) = 5/(s(s + 2))K = 10
ts = s
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 = 50 Ω の両端でとり、L = 5 mH、C = 0.22 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 50 ΩL = 5 mHC = 0.22 µF
Q =
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) = 132/(s(s + 3)(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) = 132/(s(s + 3)(s + 8))
ω180 = rad/s