1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 30)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (3s + 30)/(s² + 8s + 16)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 48·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) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.3) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 48·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 1t = 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) = 8(s + 6)/((s + 3)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 6)/((s + 3)(s + 8))R = 1
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 20/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 20/(s(s + 2))H = 1
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 31.5/(s² + 3s + 63) 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) = 31.5/(s² + 3s + 63)
%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 + 10)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 10 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 10 %
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 K = 22.5、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))K = 22.5
m =
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 = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.4
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5(s + 2)/(s(s + 4)) 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 + 2)/(s(s + 4))r(t) = 1 + 0.5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 0.5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/((s + 4)(s + 5)) 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) = 2 + 0.5/sG(s) = 2/((s + 4)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 1026/((s + 9)(s + 19)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1026/((s + 9)(s + 19))ω = 15 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) = 12/(s(s + 2)(s + 7)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 12/(s(s + 2)(s + 7))
ω180 = rad/s