1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 16)/(s² + 12s + 32) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (s + 16)/(s² + 12s + 32)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −10、y′(0) = −10 の条件で y″ + 7y′ + 10y = 0 を解き、y(0.5) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = −10y′(0) = −10t = 0.5 s
y(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 7)(s + 10)) 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 + 7)(s + 10))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 8)(s + 9)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 8)(s + 9))単位負帰還
Kmax =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 210/(s² + 10s + 70) 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) = 210/(s² + 10s + 70)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 255/(s(s + 6)) 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) = 255/(s(s + 6))
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) = 45/(s(s + 1)(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) = 45/(s(s + 1)(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 + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.3 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.3
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 10)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.05 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 + 10))r(t) = 2tess = 0.05
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) = 4/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 2)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.6
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 4.7 kΩ, C = 22 nF です。310 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 4.7 kΩC = 22 nFf = 310 Hz
|H| = 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) = 4/(s(s + 1)(s + 2)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 2))
ω180 = rad/s