1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 55/(s(s + 3)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = 55/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 24·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 24·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 11)) 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(s + 11))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 70/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 70/(s(s + 6))H = 1
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 9.5/(s² + 4s + 19) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 9.5/(s² + 4s + 19)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 105/(s(s + 4)) 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) = 105/(s(s + 4))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 3840/(s(s + 6)(s + 10)) 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) = 3840/(s(s + 6)(s + 10))
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 + 6)(s² + 4s + 20)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 6)(s² + 4s + 20))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 10(s + 2)/(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 + 2)/(s²(s + 10))r(t) = 2·t²/2
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 4)) 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) = 4/(s(s + 4))K = 8
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 46(s + 5)/(s(s + 9)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 46(s + 5)/(s(s + 9))ω = 2 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) = 64/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 64/(s(s + 4))
PM = °