1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 12)/(s² + 13s + 40) である。その逆変換は f(t) = A·e−5t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (2s + 12)/(s² + 13s + 40)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 2、y′(0) = 6 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(1) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = 6t = 1 s
y(1) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12(s + 6)/((s + 2)(s + 5)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12(s + 6)/((s + 2)(s + 5))R = 5
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 7 が、プラント G(s) = 8/(s + 2) 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)。 R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 7G(s) = 8/(s + 2)D = 10R = 0
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 86/(s² + 10s + 86) 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) = 86/(s² + 10s + 86)
%OS = %
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 4.3 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 4.3 %
ζ =
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 + 2)(s + 5))、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 + 2)(s + 5))
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 + 4)(s + 12)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 4)(s + 12))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.1 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 + 5))r(t) = 2tess = 0.1
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 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。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 5))K = 50
%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 = 10 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 2.2 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 10 ΩL = 20 mHC = 2.2 µF
Q =
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) = 20/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 20/(s(s + 2))
ωc = rad/s