1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 24)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (5s + 24)/(s² + 10s + 25)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 1、y′(0) = −6 の条件で y″ + 7y′ + 10y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = 1y′(0) = −6t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 32/(s + 1) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 32/(s + 1)H = 2R = 5
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 7)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 7))単位負帰還
ω = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 50/(s² + 2s + 50) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 50/(s² + 2s + 50)
σ =
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
制御対象 G(s) = (s + 8)/((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 + 8)/((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(s + 2)(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 2)(s + 3))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 5 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 2/(10s + 1)K = 5
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 1 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。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 2))K = 1
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 50 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 2.2 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 50 ΩL = 20 mHC = 2.2 µF
BW = Hz
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 + 5)(s + 6)) である。 ゲイン余裕が 5 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))GM = 5 dB
K =