1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 11)/(s² + 6s + 10) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (3s + 11)/(s² + 6s + 10)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 4、y′(0) = 12 の条件で y″ + 9y′ + 18y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = 4y′(0) = 12t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 9)) 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 + 9))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 2 が、プラント G(s) = 1/(s + 2) 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 = 2G(s) = 1/(s + 2)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) = 300/(s² + 16s + 100) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 300/(s² + 16s + 100)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 215/(s(s + 20)) 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) = 215/(s(s + 20))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 960/(s(s + 2)(s + 10)) 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) = 960/(s(s + 2)(s + 10))
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 + 3)(s² + 4s + 8)) 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 + 8))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.05 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 + 4))r(t) = 2tess = 0.05
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 10)) 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) = 10/(s(s + 10))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 38(s + 8)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 38(s + 8)/(s(s + 3))ω = 15 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) = K/(s(s + 1)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 15 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))GM = 15 dB
K =