1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 55/(s(s + 1)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = 55/(s(s + 1)(s + 4))t = 0.6 s
f(0.6) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 2、y′(0) = 8 の条件で y″ + 9y′ + 20y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 0y(0) = 2y′(0) = 8t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.25 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) = 3/(s + 3)H = 0.25
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))単位負帰還
Kmax =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 41/(s² + 5s + 41) 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) = 41/(s² + 5s + 41)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 30 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 30 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))
ω = rad/s
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 + 3)(s + 11)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 11))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 1)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 10 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4))ess = 10 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 8 + 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 + 1)) 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 + 1))Kp = 8ζ = 0.6
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 44(s + 9)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 44(s + 9)/(s(s + 3))ω = 3 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) = 15/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 15/(s(s + 5))
PM = °