1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 19)/(s² + 7s + 10) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−5t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (4s + 19)/(s² + 7s + 10)
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) = 3、y′(0) = −5 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 3y′(0) = −5t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 10(s + 8)/((s + 5)(s + 6)) 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) = 10(s + 8)/((s + 5)(s + 6))R = 2
ess =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 6/(s + 4)、G₂ = 10/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 0.2 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 6/(s + 4)G₂ = 10/(s + 7)H₁ = 0.5H₂ = 0.2
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 88/(s² + 5s + 88) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 88/(s² + 5s + 88)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 120/(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) = 120/(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
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(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 + 2)(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(s + 5)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −5 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 1/(5s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 1/(5s + 1)K = 10
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 1/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 4)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 1/sG(s) = 10/((s + 4)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
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 = 47 nF です。1 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 = 47 nFf = 1 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) = 34/(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) = 34/(s(s + 2))
ωc = rad/s