1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 20/(s(s + 2)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = 20/(s(s + 2)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 3y′ + 2y = 4·u(t) に従い、y(0) = 2、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 4 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.6) を求めよ。
y″ + 3y′ + 2y = 4·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 10)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 10))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 20/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 20/(s(s + 2))H = 1
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 84/(s² + 6s + 84) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 84/(s² + 6s + 84)
σ =
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 12 % で、最初のピークは t = 0.25 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 12 %tp = 0.25 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 + 8)/(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 + 8)/(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 + 3)(s² + 4s + 13)) 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 + 3)(s² + 4s + 13))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 10)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t 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 + 10))r(t) = 1tess = 0.01
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 8))K = 50
%OS = %
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 = 2.2 mH です。2.9 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 = 10 ΩL = 2.2 mHf = 2.9 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) = 40/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 40/(s(s + 2))
PM = °