1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 10/(s(s + 1)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.8) を計算せよ。
F(s) = 10/(s(s + 1)(s + 6))t = 0.8 s
f(0.8) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 24·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.3) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 24·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 4(s + 7)/((s + 3)(s + 5)) 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) = 4(s + 7)/((s + 3)(s + 5))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 20/(s + 5)、G₂ = 3/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.5 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 = 20/(s + 5)G₂ = 3/(s + 3)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 79/(s² + 7s + 79) 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) = 79/(s² + 7s + 79)
%OS = %
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、オーバーシュートは 4.3 % で、最初のピークは t = 1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 4.3 %tp = 1 s
ωn = rad/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 + 2)(s + 4)(s + 5))、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 + 2)(s + 4)(s + 5))
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 + 2)(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 2)(s + 3))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 3t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4/(s(s + 4)(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) = 4/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5 + 3t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 4/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 1)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 4/sG(s) = 20/((s + 1)(s + 5))r(t) = 2t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 1 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 1 ΩL = 20 mHC = 10 µF
BW = Hz
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) = 242/(s(s + 4)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 242/(s(s + 4)(s + 8))
GM = dB