1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 30)/(s² + 15s + 56) である。その逆変換は f(t) = A·e−7t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (5s + 30)/(s² + 15s + 56)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 1、y′(0) = 8 の条件で y″ + 6y′ + 5y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 0y(0) = 1y′(0) = 8t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 6/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 11 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) = 6/(s + 1)H₁ = 0.5K = 11
p =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 14/(s + 4)、G₂ = 9/(s + 1)、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 = 14/(s + 4)G₂ = 9/(s + 1)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) = 63/(s² + 11s + 63) 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) = 63/(s² + 11s + 63)
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 8 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 8 %
ζ =
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
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 7)) の根軌跡は、s = 0 と s = −7 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 7))
si =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 4/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 20 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 4/(0.5s + 1)K = 20
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 4)) 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) = 5/(s(s + 4))K = 4
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 2640/((s + 11)(s + 12)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 2640/((s + 11)(s + 12))ω = 2 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) = 12/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 12/(s(s + 2))
ωc = rad/s