1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 25/(s(s + 1)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = 25/(s(s + 1)(s + 4))t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 3y′ + 2y = 8·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(1) を求めよ。
y″ + 3y′ + 2y = 8·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 1 s
y(1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 23/(s + 9) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 23/(s + 9)H = 0.5
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 40/(s(s + 4)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 40/(s(s + 4))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 21/(s² + 7s + 21) 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) = 21/(s² + 7s + 21)
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) = K/(s(s + 10)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 15 %
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 + 10)/(s(s + 1)(s + 3))、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 + 10)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))s = −0.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2.5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 19 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 2.5/(0.5s + 1)K = 19
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。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 8))K = 25
%OS = %
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 = 1 kΩ, C = 22 nF です。36 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 1 kΩC = 22 nFf = 36 kHz
|H| = dB
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) = 574/(s(s + 6)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 574/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB