1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 10/(s(s + 3)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = 10/(s(s + 3)(s + 5))t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 7y′ + 12y = 8u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.4 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.4) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 8ut = 0.4 s
g(0.4) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(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 + 1)(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 + 1)(s + 4)(s + 7)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 7))単位負帰還
ω = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 24/(s² + 5s + 12) 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) = 24/(s² + 5s + 12)
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) = 120/(s(s + 12)) 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) = 120/(s(s + 12))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) 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(s + 8)(s + 10))
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 + 8)(s² + 4s + 8)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 8)(s² + 4s + 8))
θd = °
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) = 2(s + 2)/(s(s + 1)) 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) = 2(s + 2)/(s(s + 1))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 = 40 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。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 10))K = 40
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 2 Ω の両端でとり、L = 50 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 2 ΩL = 50 mHC = 10 µF
BW = Hz
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) = 58/(s(s + 3)(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) = 58/(s(s + 3)(s + 9))
ω180 = rad/s