1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 30)/(s² + 8s + 25) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (s + 30)/(s² + 8s + 25)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 18y = 54·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 1 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 54·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(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 + 1)(s + 6))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 8/(s + 10) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.8 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 8/(s + 10)D = 10css ≤ 0.8
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 6/(s² + s + 12) 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) = 6/(s² + s + 12)
σ =
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 + 8)) 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 + 8))%OS = 25 %
K =
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 K = 3.75、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))K = 3.75
m =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 5·t²/2 が、G(s) = 10(s + 4)/(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) = 10(s + 4)/(s²(s + 10))r(t) = 5·t²/2
ess =
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) = 5/(s(s + 10)) 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) = 5/(s(s + 10))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = 3060/((s + 15)(s + 17)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 3060/((s + 15)(s + 17))ω = 5 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) = 290/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 290/(s(s + 20))
PM = °