1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 35/(s(s + 3)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = 35/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 7y′ + 10y = 3u′ + 11u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.5 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.5) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 3u′ + 11ut = 0.5 s
g(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12(s + 3)/((s + 2)(s + 5)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12(s + 3)/((s + 2)(s + 5))R = 10
ess =
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) = 6/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.06 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 1)D = 1css ≤ 0.06
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 249/(s² + 6s + 83) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 249/(s² + 6s + 83)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 124 Ω、L = 50 mH、C = 4.7 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 = 124 ΩL = 50 mHC = 4.7 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) = 210/(s(s + 2)(s + 5)) 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) = 210/(s(s + 2)(s + 5))
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(s + 6)) 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 + 6))ζ = 0.6
K =
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 + 2)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 25 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 25 %
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) = 5/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 2)ωₙ = 2 rad/sζ = 0.7
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 220 Ω, L = 4.7 mH です。74 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 220 ΩL = 4.7 mHf = 74 kHz
φ = °
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) = 29.6/(s(s + 8)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 29.6/(s(s + 8))
ωc = rad/s