1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 19)/(s² + 6s + 10) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (3s + 19)/(s² + 6s + 10)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 4、y′(0) = −2 の条件で y″ + 8y′ + 15y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 4y′(0) = −2t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 33/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 33/(s + 7)H = 0.5R = 5
css =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 4)、G₂ = 5/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.2 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 = 12/(s + 4)G₂ = 5/(s + 3)H₁ = 2H₂ = 0.2
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 57/(s² + 3s + 57) 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) = 57/(s² + 3s + 57)
%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、オーバーシュートは 25 % で、最初のピークは t = 0.2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 25 %tp = 0.2 s
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 50/(s(s + 4)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 50/(s(s + 4)(s + 8))
N =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))s = −0.5
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 + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 20 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 6)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 6))ζ = 0.8
K =
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 = 10 Ω, L = 100 mH です。3.2 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 10 ΩL = 100 mHf = 3.2 Hz
φ = °
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 + 1)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 10 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))GM = 10 dB
K =