1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 11)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = (4s + 11)/(s² + 4s + 4)t = 0.6 s
f(0.6) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 2、y′(0) = 11 の条件で y″ + 4y′ + 3y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 2y′(0) = 11t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 1 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 9 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 7/(s + 7)H₁ = 1K = 9
p =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 18/(s + 1)、G₂ = 3/(s + 2)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、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 = 18/(s + 1)G₂ = 3/(s + 2)H₁ = 2H₂ = 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) = 195/(s² + 11s + 65) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 195/(s² + 11s + 65)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
質量 m = 10 kg のおもりが、ばね定数 k = 400 N/m のばねと粘性ダンパ c = 76 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 25 N を突然加える。 減衰比 ζ を求めよ。
m = 10 kgk = 400 N/mc = 76 N·s/mF = 25 N
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 8)/((s − 3)(s + 1)) は s = 3 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 8)/((s − 3)(s + 1))
Kmin =
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 + 6)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.3 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 6))ζ = 0.3
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 + 2)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 4 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 10)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 10))K = 40
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 470 Ω, L = 1 mH です。220 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 470 ΩL = 1 mHf = 220 kHz
|H| = 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) = K/(s(s + 4)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 15 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))GM = 15 dB
K =