1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 2)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (5s + 2)/(s² + 4s + 4)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 8、y′(0) = −1 の条件で y″ + 8y′ + 12y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 8y′ + 12y = 0y(0) = 8y′(0) = −1t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 4) 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 = 2 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 9/(s + 4)H₁ = 4K = 2
p =
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) = 2/(s + 3) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.1667 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 2/(s + 3)D = 5css ≤ 0.1667
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 43.5/(s² + 12s + 87) 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) = 43.5/(s² + 12s + 87)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 19 Ω、L = 100 mH、C = 100 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 19 ΩL = 100 mHC = 100 µFV = 5 V
vC,max = V
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 576/(s(s + 4)(s + 8)) 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) = 576/(s(s + 4)(s + 8))
N =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 1)/(s(s + 5)(s + 2)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 1)/(s(s + 5)(s + 2))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 3t(ステップとランプの和)が、G(s) = 20(s + 3)/(s(s + 1)(s + 5)) 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) = 20(s + 3)/(s(s + 1)(s + 5))r(t) = 1 + 3t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 10)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 10))K = 20
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 1680/((s + 12)(s + 20)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1680/((s + 12)(s + 20))ω = 15 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) = 114/(s(s + 4)(s + 5)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 114/(s(s + 4)(s + 5))
ω180 = rad/s