1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 27)/(s² + 9s + 14) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (6s + 27)/(s² + 9s + 14)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 15y = 60·u(t) に従い、y(0) = 4、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.3) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 60·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 12 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) = 7/(s + 4)H₁ = 0.5K = 12
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 23 が、プラント G(s) = 1/(s + 6) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 2 の基準ステップと大きさ 2 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 23G(s) = 1/(s + 6)D = 2R = 2
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 33/(s² + 5s + 33) 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) = 33/(s² + 5s + 33)
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 + 20)) 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 + 20))%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) = 96/(s(s + 2)(s + 4)) 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) = 96/(s(s + 2)(s + 4))
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 + 3)(s + 8)) 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 + 3)(s + 8))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 5/(10s + 1)K = 10
ess = %
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) = 4/(s(s + 10)) 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 + 10))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 37(s + 4)/(s(s + 8)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 37(s + 4)/(s(s + 8))ω = 8 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) = 60/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 60/(s(s + 4))
ωc = rad/s