1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 5)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (3s + 5)/(s² + 2s + 1)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) = 10、y′(0) = 1 の条件で y″ + 6y′ + 5y = 0 を解き、y(0.5) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 0y(0) = 10y′(0) = 1t = 0.5 s
y(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 3)(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 + 3)(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 + 3)(s + 6)) 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 + 3)(s + 6))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) = 26/(s² + 7s + 26) 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) = 26/(s² + 7s + 26)
ts = s
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、オーバーシュートを 15 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 15 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 1)/((s − 3)(s + 2)) は s = 3 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 1)/((s − 3)(s + 2))
Kmin =
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 + 2)(s + 4)(s + 6)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 3t(ステップとランプの和)が、G(s) = 20(s + 4)/(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) = 20(s + 4)/(s(s + 1))r(t) = 1 + 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) = 4/(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) = 4/(s(s + 10))K = 10
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 46(s + 3)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 46(s + 3)/(s(s + 1))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) = 70/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 70/(s(s + 4))
ωc = rad/s