1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 40)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.8) を計算せよ。
F(s) = (6s + 40)/(s² + 4s + 4)t = 0.8 s
f(0.8) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 10y′ + 24y = 72·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 2 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.2) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 72·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 20)) 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(s + 20))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 11/(s + 3)、G₂ = 5/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.2 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 11/(s + 3)G₂ = 5/(s + 1)H₁ = 2H₂ = 0.2
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 25/(s² + 11s + 50) 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) = 25/(s² + 11s + 50)
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 + 6)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 25 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 25 %
K =
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 + 2)(s + 3)(s + 5))、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 + 2)(s + 3)(s + 5))
Kmax =
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 + 15)/(s(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 15)/(s(s + 8))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 4·t²/2 が、G(s) = 5(s + 1)/(s²(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) = 5(s + 1)/(s²(s + 10))r(t) = 4·t²/2
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) = 4/((s + 4)(s + 5)) 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) = 4/((s + 4)(s + 5))r(t) = 2t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = (s + 16)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = (s + 16)/(s(s + 3))ω = 5 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) = 866/(s(s + 8)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 866/(s(s + 8)(s + 9))
GM = dB