1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 15/(s(s + 5)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = 15/(s(s + 5)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 5y′ + 6y = 12·u(t) に従い、y(0) = 1、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 12·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 37/(s + 7) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 37/(s + 7)H = 2
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 32/(s(s + 4)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 32/(s(s + 4))H = 0.5
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 46/(s² + 4s + 46) 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) = 46/(s² + 4s + 46)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 8)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 5 %
K =
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 + 1)(s + 3)(s + 6))、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 + 1)(s + 3)(s + 6))
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 + 5)(s² + 2s + 5)) 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 + 5)(s² + 2s + 5))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 4)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 5 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 4)(s + 10))ess = 5 %
K =
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) = 1/(s(s + 5)) 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) = 1/(s(s + 5))K = 40
ts = s
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 = 5 mH、C = 0.47 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 2 ΩL = 5 mHC = 0.47 µF
f0 = 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) = 104/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 104/(s(s + 4))
PM = °