1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 10/(s(s + 1)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = 10/(s(s + 1)(s + 5))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 12y = 48·u(t) に従い、y(0) = 5、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 4 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 8y′ + 12y = 48·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 28/(s(s + 6)) である。基準入力はランプ r(t) = 10·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 28/(s(s + 6))r(t) = 10·t
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 7/(s + 5) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.028 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 5)D = 1css ≤ 0.028
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 146/(s² + 6s + 73) 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) = 146/(s² + 6s + 73)
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 + 16)) 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 + 16))%OS = 15 %
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 K = 96、L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))K = 96
m =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 50/(s(s + 2)(s + 10)) 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) = 50/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 10 + 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 0.5/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) = 1 + 0.5/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 ローパスフィルタ は R = 3.3 kΩ, C = 100 nF です。240 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 3.3 kΩC = 100 nFf = 240 Hz
φ = °
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 + 5)) 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 + 5))
ωc = rad/s