1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 38/(s² + 9s + 8) である。その逆変換は f(t) = A·e−t + 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) = 38/(s² + 9s + 8)
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) = 8、y′(0) = −3 の条件で y″ + 4y′ + 3y = 0 を解き、y(0.75) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 8y′(0) = −3t = 0.75 s
y(0.75) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 1 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 = 6 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 2/(s + 7)H₁ = 1K = 6
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) 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 + 2)(s + 6))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) = 54/(s² + 10s + 54) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 54/(s² + 10s + 54)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 30 % で、最初のピークは t = 0.1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 30 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s
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 + 7)/(s(s + 1)(s + 4))、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 + 7)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
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 + 6)(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 + 6)(s + 5))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 2 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 2)(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 + 3)/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 2 + 2t
ess =
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 = 0.5 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 = 0.5
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 3024/((s + 12)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 3024/((s + 12)(s + 14))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = 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) = 36/(s(s + 1)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 36/(s(s + 1)(s + 8))
GM = dB