1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 30/(s(s + 1)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = 30/(s(s + 1)(s + 6))t = 0.6 s
f(0.6) =
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 5 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.25) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 24·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 46/(s(s + 4)) である。基準入力はランプ r(t) = 10·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 46/(s(s + 4))r(t) = 10·t
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 4 が、プラント G(s) = 10/(s + 5) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 5 の基準ステップと大きさ 2 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 4G(s) = 10/(s + 5)D = 2R = 5
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 196/(s² + 11s + 98) 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) = 196/(s² + 11s + 98)
ωn = rad/s
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、オーバーシュートを 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =
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) = 280/(s(s + 2)(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) = 280/(s(s + 2)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 20/(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) = 20/(s(s + 10))r(t) = 1 + 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 4)) を制御しています。 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) = 2/(s(s + 4))K = 25
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 800/((s + 5)(s + 8)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 800/((s + 5)(s + 8))ω = 2 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) = 21.6/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 21.6/(s(s + 8))
PM = °