1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 25/(s² + 6s + 45) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = 25/(s² + 6s + 45)t = 0.6 s
f(0.6) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 11y′ + 30y = 120·u(t) に従い、y(0) = 1、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(0.1) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 120·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 11/(s + 6) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 11/(s + 6)H = 0.1
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 15/(s + 3)、G₂ = 5/(s + 5)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 1 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 = 15/(s + 3)G₂ = 5/(s + 5)H₁ = 1H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 66/(s² + 6s + 22) 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) = 66/(s² + 6s + 22)
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) = 220/(s(s + 10)) 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) = 220/(s(s + 10))
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 + 1)(s + 5)) 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(s + 1)(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(s + 2)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 2)(s + 8))
sb =
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 + 1)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 2 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 2 %
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) = 4/(s(s + 6)) 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 + 6))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 12(s + 11)/(s(s + 14)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 12(s + 11)/(s(s + 14))ω = 4 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) = K/(s(s + 9)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 9)(s + 10))GM = 2 dB
K =