1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 38)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(2) を計算せよ。
F(s) = (5s + 38)/(s² + 2s + 1)t = 2 s
f(2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t) に従い、y(0) = 2、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 10 を加える。ラプラス変換を用いて y(1.2) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 10t = 1.2 s
y(1.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 17/(s + 4)、G₂ = 3/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.25 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 = 17/(s + 4)G₂ = 3/(s + 3)H₁ = 1H₂ = 0.25
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 176/(s² + 9s + 88) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 176/(s² + 9s + 88)
tp = s
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 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 15 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 3)) は s = 2 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 4)/((s − 2)(s + 3))
Kmin =
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 + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.5 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.5
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 + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 20 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 10)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.4 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 10))ζ = 0.4
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 1008/((s + 7)(s + 9)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1008/((s + 7)(s + 9))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) = 132/(s(s + 3)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 132/(s(s + 3)(s + 8))
GM = dB