1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 10/(s(s + 3)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = 10/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t) に従い、y(0) = 4、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 5 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 11y′ + 30y = 60·u(t)y(0) = 4y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 3) には、ゲイン H₁ = 3 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 11 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 9/(s + 3)H₁ = 3K = 11
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 2/(s + 3)、G₂ = 3/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 0.1 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 = 2/(s + 3)G₂ = 3/(s + 8)H₁ = 0.5H₂ = 0.1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 162/(s² + 4s + 81) 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) = 162/(s² + 4s + 81)
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 + 16)) 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 + 16))%OS = 15 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 2/(s(s + 4)(s + 8)) 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) = 2/(s(s + 4)(s + 8))
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 + 2)(s² + 6s + 18)) 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 + 2)(s² + 6s + 18))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 10·t²/2 が、G(s) = 10(s + 2)/(s²(s + 5)) 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 + 2)/(s²(s + 5))r(t) = 10·t²/2
ess =
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) = 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 = 50
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 41(s + 8)/(s(s + 7)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 41(s + 8)/(s(s + 7))ω = 8 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) = 166/(s(s + 3)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 166/(s(s + 3)(s + 8))
ω180 = rad/s