1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 55/(s(s + 4)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = 55/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 34y = 13u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.2 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.2) を求めよ。
y″ + 6y′ + 34y = 13ut = 0.2 s
g(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 6/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.1 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) = 6/(s + 7)H = 0.1
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 7/(s + 4)、G₂ = 8/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 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 = 7/(s + 4)G₂ = 8/(s + 7)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 76/(s² + 7s + 38) 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) = 76/(s² + 7s + 38)
%OS = %
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 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 5 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) 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(s + 3)(s + 4))
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 + 2)(s + 3)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 5/(s(s + 4)(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) = 5/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 1t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 2)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.5
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 7(s + 18)/(s(s + 4)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 7(s + 18)/(s(s + 4))ω = 10 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) = 5.4/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 5.4/(s(s + 2))
PM = °