1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 20)/(s² + 4s + 5) の f(t) を平方完成によって求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (2s + 20)/(s² + 4s + 5)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) = 5、y′(0) = 6 の条件で y″ + 8y′ + 15y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 5y′(0) = 6t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 4(s + 9)/((s + 1)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 4(s + 9)/((s + 1)(s + 8))R = 2
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 74/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 74/(s(s + 6))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 28/(s² + 4s + 56) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 28/(s² + 4s + 56)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 15 %
K =
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 + 9)/(s(s + 1)(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 + 9)/(s(s + 1)(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(s + 1)(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 3t が、G(s) = 50(s + 3)/(s(s + 10)) 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) = 50(s + 3)/(s(s + 10))r(t) = 3t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 2))K = 10
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 10 nF です。160 kHz 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 = 1 kΩC = 10 nFf = 160 kHz
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) = 4/(s(s + 1)(s + 3)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 3))
GM = dB