1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 16)/(s² + 7s + 12) である。その逆変換は f(t) = A·e−3t + B·e−4t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (s + 16)/(s² + 7s + 12)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 8y′ + 12y = 18u 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 = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。
y″ + 8y′ + 12y = 18ut = 0.25 s
g(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 14)) 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(s + 14))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 3)、G₂ = 7/(s + 4)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、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 = 12/(s + 3)G₂ = 7/(s + 4)H₁ = 4H₂ = 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) = 8.5/(s² + 5s + 17) 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) = 8.5/(s² + 5s + 17)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 295/(s(s + 12)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 295/(s(s + 12))
ts = 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 + 1)(s + 3)(s + 4))、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 + 1)(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 + 3)(s² + 8s + 25)) 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 + 3)(s² + 8s + 25))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 2 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 50/(s(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) = 50/(s(s + 10))r(t) = 2 + 0.5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 2/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/((s + 1)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 5 + 2/sG(s) = 4/((s + 1)(s + 10))r(t) = 5t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 3.3 kΩ, C = 22 nF です。6.6 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 3.3 kΩC = 22 nFf = 6.6 kHz
|H| = 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) = 1600/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 1600/(s(s + 20))
PM = °