1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 28)/(s² + 12s + 35) である。その逆変換は f(t) = A·e−5t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (s + 28)/(s² + 12s + 35)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −4、y′(0) = −14 の条件で y″ + 9y′ + 18y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = −4y′(0) = −14t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 5/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 4 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 = 11 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) = 5/(s + 1)H₁ = 4K = 11
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 16/(s + 5)、G₂ = 5/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.5 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 = 16/(s + 5)G₂ = 5/(s + 3)H₁ = 4H₂ = 0.5
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 22/(s² + 3s + 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) = 22/(s² + 3s + 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) = 280/(s(s + 20)) 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) = 280/(s(s + 20))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 20/(s(s + 1)(s + 2)) 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) = 20/(s(s + 1)(s + 2))
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 + 1)(s + 5)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 5))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 2)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.02 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 + 2))r(t) = 5tess = 0.02
K =
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 + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 10 Ω の両端でとり、L = 10 mH、C = 2.2 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 10 ΩL = 10 mHC = 2.2 µF
Q =
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 + 4)(s + 8)) 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 + 4)(s + 8))GM = 2 dB
K =