1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 1)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (6s + 1)/(s² + 6s + 9)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 15y = 15·u(t) に従い、y(0) = 5、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 10 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 15·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 10t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 11/(s + 10) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 11/(s + 10)H = 0.25
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 29 が、プラント G(s) = 8/(s + 3) 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)。 R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 29G(s) = 8/(s + 3)D = 10R = 0
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 20/(s² + 6s + 20) 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) = 20/(s² + 6s + 20)
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) = 65/(s(s + 2)) 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) = 65/(s(s + 2))
ts = s
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 + 10)/(s(s + 2)(s + 3))、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 + 10)/(s(s + 2)(s + 3))
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 + 8)(s² + 6s + 25)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 8)(s² + 6s + 25))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t 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 + 4))r(t) = 5tess = 0.01
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 10/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/((s + 1)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 10/sG(s) = 4/((s + 1)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 224/((s + 4)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 224/((s + 4)(s + 14))ω = 30 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) = 84/(s(s + 7)(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) = 84/(s(s + 7)(s + 8))
ω180 = rad/s