1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 30/(s(s + 4)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = 30/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 6y = 24·u(t) に従い、y(0) = 1、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 5 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.25) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 24·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 4)(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 + 4)(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) = 66/(s(s + 8)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 66/(s(s + 8))H = 2
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 225/(s² + 10s + 75) 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) = 225/(s² + 10s + 75)
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 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 15 %
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 + 5)/((s − 3)(s + 5)) 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 + 5)/((s − 3)(s + 5))
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 + 8)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.5 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 25 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 25 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 1)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 5/sG(s) = 20/((s + 1)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 10 kΩ, C = 22 nF です。140 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 10 kΩC = 22 nFf = 140 Hz
|H| = 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) = 396/(s(s + 4)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 396/(s(s + 4)(s + 10))
GM = dB