1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 17)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (5s + 17)/(s² + 10s + 25)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −3、y′(0) = 8 の条件で y″ + 7y′ + 10y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = −3y′(0) = 8t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 6/(s + 5) には、ゲイン H₁ = 3 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 = 4 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) = 6/(s + 5)H₁ = 3K = 4
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 8 が、プラント G(s) = 4/(s + 2) 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 5 の基準ステップと大きさ 10 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 8G(s) = 4/(s + 2)D = 10R = 5
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 164/(s² + 10s + 82) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 164/(s² + 10s + 82)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 75/(s(s + 12)) 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) = 75/(s(s + 12))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
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 + 1)) 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 + 1))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.1 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 2tess = 0.1
K =
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) = 2/(s(s + 2)) 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) = 2/(s(s + 2))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 28(s + 5)/(s(s + 12)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 28(s + 5)/(s(s + 12))ω = 2 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) = 116/(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) = 116/(s(s + 4))
ωc = rad/s