1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 34)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (2s + 34)/(s² + 2s + 1)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 8y = u′ + 4u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.75 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.75) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = u′ + 4ut = 0.75 s
g(0.75) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12(s + 7)/((s + 5)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12(s + 7)/((s + 5)(s + 6))R = 1
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) = 1/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.005 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 1/(s + 2)D = 0.5css ≤ 0.005
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 58/(s² + 5s + 58) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 58/(s² + 5s + 58)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 80/(s(s + 6)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 80/(s(s + 6))
ts = s
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) = 144/(s(s + 1)(s + 8)) 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) = 144/(s(s + 1)(s + 8))
N =
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 + 1)(s + 6)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 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 + 1)(s + 6))
sb =
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) = 4/(s(s + 5)(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) = 4/(s(s + 5)(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) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 1
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 1200/((s + 10)(s + 12)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1200/((s + 10)(s + 12))ω = 3 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) = 150/(s(s + 7)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 150/(s(s + 7)(s + 8))
GM = dB