1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(1.2) を計算せよ。
F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 5))t = 1.2 s
f(1.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 5y′ + 6y = 15·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(0.25) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 15·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 20/(s + 9) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 10 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 20/(s + 9)H = 0.1R = 10
css =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 11/(s + 5)、G₂ = 7/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.1 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 = 11/(s + 5)G₂ = 7/(s + 8)H₁ = 4H₂ = 0.1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 79/(s² + 11s + 79) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 79/(s² + 11s + 79)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 125/(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) = 125/(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
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 6))、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 + 4)(s + 5)(s + 6))
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 + 4)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0.6
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) = 1t に定常偏差 0.5 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) = 1tess = 0.5
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 8)) を制御しています。 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) = 4/(s(s + 8))K = 16
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 33(s + 13)/(s(s + 15)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 33(s + 13)/(s(s + 15))ω = 1 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) = 700/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 700/(s(s + 10))
ωc = rad/s