1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 22)/(s² + 12s + 35) である。その逆変換は f(t) = A·e−5t + 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 + 22)/(s² + 12s + 35)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 48·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 1 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 48·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 4/(s(s + 3)) である。基準入力はランプ r(t) = 5·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 3))r(t) = 5·t
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 10/(s + 4) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.05 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 10/(s + 4)D = 1css ≤ 0.05
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 231/(s² + 13s + 77) 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) = 231/(s² + 13s + 77)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
R = 55 Ω、L = 100 mH、C = 47 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 55 ΩL = 100 mHC = 47 µFV = 10 V
vC,max = V
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 24/(s(s + 1)(s + 2)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 24/(s(s + 1)(s + 2))
N =
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 + 1)(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 + 1)(s² + 4s + 13))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 10(s + 3)/(s²(s + 10)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 10(s + 3)/(s²(s + 10))r(t) = 2·t²/2
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 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 = 16
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 80/((s + 1)(s + 4)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 80/((s + 1)(s + 4))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = 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) = 18/(s(s + 2)(s + 6)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 18/(s(s + 2)(s + 6))
ω180 = rad/s