1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 60/(s(s + 2)(s + 3)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = 60/(s(s + 2)(s + 3))t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 8y = 8·u(t) に従い、y(0) = 6、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(0.6) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 8·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 10t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 2(s + 8)/((s + 3)(s + 4)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 2(s + 8)/((s + 3)(s + 4))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 7/(s + 8) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.35 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 8)D = 2css ≤ 0.35
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 74/(s² + 4s + 37) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 74/(s² + 4s + 37)
%OS = %
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 20 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 20 %
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 + 1)(s + 2)(s + 4))、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 + 1)(s + 2)(s + 4))
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 + 2)(s + 4)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 2/(s(s + 5)) 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) = 2/(s(s + 5))r(t) = 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 4.7 kΩ, C = 10 nF です。10 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 = 4.7 kΩC = 10 nFf = 10 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) = 370/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 370/(s(s + 10))
ωc = rad/s