1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 9)/(s² + 8s + 15) である。その逆変換は f(t) = A·e−3t + B·e−5t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (4s + 9)/(s² + 8s + 15)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 7y′ + 6y = 4u′ + 4u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.2 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 4u′ + 4ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 8) には、ゲイン H₁ = 2 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 9 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 4/(s + 8)H₁ = 2K = 9
p =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5)) 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 + 5))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) = 100/(s² + 9s + 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) = 100/(s² + 9s + 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) = K/(s(s + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 20 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 20 %
K =
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) = 1560/(s(s + 3)(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) = 1560/(s(s + 3)(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)(s + 11)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 11))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 10/(s(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(s + 4))r(t) = 1 + 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 5)) 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 + 5))K = 8
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 30(s + 1)/(s(s + 5)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 30(s + 1)/(s(s + 5))ω = 20 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) = 62/(s(s + 2)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 62/(s(s + 2)(s + 9))
ω180 = rad/s