1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 13)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (4s + 13)/(s² + 6s + 9)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −2、y′(0) = 6 の条件で y″ + 11y′ + 30y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 0y(0) = −2y′(0) = 6t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 4)(s + 11)) 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 + 4)(s + 11))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 7)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 7))単位負帰還
Kmax =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 5/(s² + 4s + 10) 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) = 5/(s² + 4s + 10)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 275/(s(s + 6)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 275/(s(s + 6))
ts = 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) = 5/(s(s + 4)(s + 5)) 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) = 5/(s(s + 4)(s + 5))
N =
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 + 12)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 4))
si =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 0.5·t²/2 が、G(s) = 10(s + 5)/(s²(s + 4)) 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) = 10(s + 5)/(s²(s + 4))r(t) = 0.5·t²/2
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 = 3 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 2)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.7
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 2 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 10 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 2 ΩL = 20 mHC = 10 µF
Q =
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) = 28/(s(s + 1)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 1)(s + 9))
GM = dB