1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 20)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.8) を計算せよ。
F(s) = (5s + 20)/(s² + 4s + 4)t = 0.8 s
f(0.8) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 4y′ + 3y = 7.5·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 2 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.4) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 7.5·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.4 s
y(0.4) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12(s + 1)/((s + 3)(s + 7)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12(s + 1)/((s + 3)(s + 7))R = 2
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) 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 + 3)(s + 10))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) = 92/(s² + 5s + 92) 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) = 92/(s² + 5s + 92)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
R = 38 Ω、L = 10 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 38 ΩL = 10 mHC = 10 µFV = 10 V
%OS = %
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 + 2)(s + 4)) 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 + 2)(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
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 2)) 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 0.05 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 + 2))r(t) = 1tess = 0.05
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) 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 + 5))K = 8
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 13(s + 11)/(s(s + 8)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 13(s + 11)/(s(s + 8))ω = 2 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 16/(s(s + 1)(s + 6)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 16/(s(s + 1)(s + 6))
ω180 = rad/s