1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 32)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (4s + 32)/(s² + 2s + 1)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 3、y′(0) = −13 の条件で y″ + 11y′ + 30y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 0y(0) = 3y′(0) = −13t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 25/(s + 8) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 12 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 25/(s + 8)H = 2R = 12
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5)) 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 + 1)(s + 4)(s + 5))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) = 153/(s² + 11s + 51) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 153/(s² + 11s + 51)
ωn = rad/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 + 4)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 15 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))
Kmax =
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 + 11)/(s(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 11)/(s(s + 8))
si =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t に定常偏差 0.1 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 + 5))r(t) = 1tess = 0.1
K =
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 + 6)) 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 + 6))K = 20
tp = s
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 = 22 Ω, L = 2.2 mH です。3.2 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 = 22 ΩL = 2.2 mHf = 3.2 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) = K/(s(s + 5)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 8 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))GM = 8 dB
K =