1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 40/(s(s + 5)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = 40/(s(s + 5)(s + 6))t = 0.1 s
f(0.1) =
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) = −6 の条件で y″ + 7y′ + 12y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 8y′(0) = −6t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 44/(s(s + 2)) である。基準入力はランプ r(t) = 5·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 44/(s(s + 2))r(t) = 5·t
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 10/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 2.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 10/(s + 2)D = 10css ≤ 2.5
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 234/(s² + 12s + 78) 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) = 234/(s² + 12s + 78)
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) = 170/(s(s + 8)) 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) = 170/(s(s + 8))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 4)/((s − 3)(s + 3)) は s = 3 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 4)/((s − 3)(s + 3))
Kmin =
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 + 8s + 25)) 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 + 8s + 25))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 10·t²/2 が、G(s) = 5(s + 2)/(s²(s + 5)) 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) = 5(s + 2)/(s²(s + 5))r(t) = 10·t²/2
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) = 4/(s(s + 8)) 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) = 4/(s(s + 8))K = 25
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 10 kΩ, C = 2.2 nF です。72 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 = 10 kΩC = 2.2 nFf = 72 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) = 37/(s(s + 10)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 37/(s(s + 10))
PM = °