1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 55/(s(s + 1)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = 55/(s(s + 1)(s + 4))t = 1 s
f(1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 12y = 12·u(t) に従い、y(0) = 2、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 5 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.5) を求めよ。
y″ + 8y′ + 12y = 12·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.5 s
y(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 1) 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 = 3 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) = 7/(s + 1)H₁ = 4K = 3
p =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 14/(s + 3)、G₂ = 2/(s + 5)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.2 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 = 14/(s + 3)G₂ = 2/(s + 5)H₁ = 2H₂ = 0.2
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 216/(s² + 12s + 72) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 216/(s² + 12s + 72)
ts = s
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 + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 20 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 20 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
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(s + 1)(s + 5)) 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(s + 1)(s + 5))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 4(s + 2)/(s(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) = 4(s + 2)/(s(s + 10))r(t) = 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(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) = 10/(s(s + 10))K = 50
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 22(s + 13)/(s(s + 16)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 22(s + 13)/(s(s + 16))ω = 0.5 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) = 456/(s(s + 6)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 456/(s(s + 6)(s + 9))
ω180 = rad/s