1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 17)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (4s + 17)/(s² + 10s + 25)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 9、y′(0) = −12 の条件で y″ + 11y′ + 30y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 0y(0) = 9y′(0) = −12t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 5)(s + 6)) 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 + 5)(s + 6))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 2)(s + 9)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2)(s + 9))単位負帰還
ω = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 70/(s² + 6s + 70) 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) = 70/(s² + 6s + 70)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 70/(s(s + 2)) 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) = 70/(s(s + 2))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
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 + 4)(s + 5)(s + 6)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
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 + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 20 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 8)) 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) = 1/(s(s + 8))K = 50
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 1080/((s + 8)(s + 15)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1080/((s + 8)(s + 15))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) = K/(s(s + 3)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 15 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 7))GM = 15 dB
K =