1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 19)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (2s + 19)/(s² + 8s + 16)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 5、y′(0) = 11 の条件で y″ + 7y′ + 12y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 5y′(0) = 11t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 1(s + 2)/((s + 7)(s + 9)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 1(s + 2)/((s + 7)(s + 9))R = 1
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 12 が、プラント G(s) = 6/(s + 8) 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 2 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 12G(s) = 6/(s + 8)D = 2R = 0
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 85/(s² + 15s + 85) 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) = 85/(s² + 15s + 85)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 28 Ω、L = 200 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 28 ΩL = 200 mHC = 10 µFV = 12 V
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) 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(s + 3)(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(s + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 3t が、G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 1)) 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) = 4(s + 2)/(s(s + 1))r(t) = 3t
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) = 4/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 2)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.5
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 34(s + 13)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 34(s + 13)/(s(s + 10))ω = 8 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 700/(s(s + 20)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 700/(s(s + 20))
ωc = rad/s