1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 9)/(s² + 2s + 37) の f(t) を平方完成によって求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (s + 9)/(s² + 2s + 37)t = 1 s
f(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) = 3、y′(0) = −8 の条件で y″ + 5y′ + 6y = 0 を解き、y(0.1) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 3y′(0) = −8t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 26/(s + 8) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 26/(s + 8)H = 0.5
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 7/(s + 4)、G₂ = 1/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 1 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 = 7/(s + 4)G₂ = 1/(s + 7)H₁ = 2H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 174/(s² + 9s + 58) 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) = 174/(s² + 9s + 58)
%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 5 % で、最初のピークは t = 0.8 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 5 %tp = 0.8 s
ωn = rad/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 + 1)(s + 5)(s + 6))、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 + 5)(s + 6))
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 + 4)(s² + 6s + 10)) 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 + 4)(s² + 6s + 10))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2.5/(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) = 2.5/(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 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 5)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 5))ζ = 0.707
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 10 Ω, L = 100 mH です。8 Hz 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 = 10 ΩL = 100 mHf = 8 Hz
|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) = 580/(s(s + 10)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 580/(s(s + 10))
PM = °