1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 32)/(s² + 9s + 8) である。その逆変換は f(t) = A·e−t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (5s + 32)/(s² + 9s + 8)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t) に従い、y(0) = 3、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(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 10t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 9(s + 6)/((s + 5)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 9(s + 6)/((s + 5)(s + 8))R = 2
ess =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 8/(s + 1)、G₂ = 3/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、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 = 8/(s + 1)G₂ = 3/(s + 1)H₁ = 4H₂ = 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) = 47.5/(s² + 9s + 95) 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) = 47.5/(s² + 9s + 95)
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 + 5)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 2 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 640/(s(s + 2)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 640/(s(s + 2)(s + 8))
N =
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)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −5 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 + 5)(s + 8))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 20(s + 2)/(s²(s + 2)) 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) = 20(s + 2)/(s²(s + 2))r(t) = 2·t²/2
ess =
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 + 8)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 8))ζ = 0.6
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 47 kΩ, C = 47 nF です。36 Hz 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 = 47 kΩC = 47 nFf = 36 Hz
|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) = 420/(s(s + 7)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 420/(s(s + 7)(s + 8))
ω180 = rad/s