1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 20)/(s² + 13s + 42) である。その逆変換は f(t) = A·e−6t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (4s + 20)/(s² + 13s + 42)
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) = 5、y′(0) = 10 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 5y′(0) = 10t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 3(s + 2)/((s + 3)(s + 4)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 3(s + 2)/((s + 3)(s + 4))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 24/(s(s + 2)) 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。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 24/(s(s + 2))H = 2
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 40/(s² + 8s + 40) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 40/(s² + 8s + 40)
σ =
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 + 6)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 2 %
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 + 9)/(s(s + 1)(s + 4))、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 + 9)/(s(s + 1)(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 + 5)(s² + 4s + 13)) 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 + 4s + 13))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 4 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/(10s + 1)K = 4
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 25 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 3)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 3))Kp = 25ζ = 0.6
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 12(s + 13)/(s(s + 7)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 12(s + 13)/(s(s + 7))ω = 4 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) = 28/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 4))
ωc = rad/s