1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 7/(s² + 2s + 37) の f(t) を平方完成によって求め、f(1.5) を計算せよ。
F(s) = 7/(s² + 2s + 37)t = 1.5 s
f(1.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 9、y′(0) = −9 の条件で y″ + 7y′ + 12y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 9y′(0) = −9t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 6/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 5 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 = 4 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 6/(s + 4)H₁ = 5K = 4
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 6/(s + 4)、G₂ = 8/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 0.25 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 6/(s + 4)G₂ = 8/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 0.25
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 237/(s² + 6s + 79) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 237/(s² + 6s + 79)
%OS = %
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 + 20)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 30 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 20))%OS = 30 %
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) = 240/(s(s + 3)(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) = 240/(s(s + 3)(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
単位フィードバックのループで L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.1 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 + 1))r(t) = 5tess = 0.1
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) = 1/(s(s + 8)) 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) = 1/(s(s + 8))K = 25
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 2800/((s + 10)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 2800/((s + 10)(s + 14))ω = 15 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 38/(s(s + 2)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 38/(s(s + 2)(s + 4))
GM = dB