1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 22)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (s + 22)/(s² + 4s + 4)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 8、y′(0) = −12 の条件で y″ + 5y′ + 6y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 8y′(0) = −12t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 7)) 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 + 7))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 14/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 14/(s(s + 6))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 58/(s² + 4s + 58) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 58/(s² + 4s + 58)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 20 % で、最初のピークは t = 1.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 20 %tp = 1.5 s
ωn = rad/s
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 + 2)(s + 5)) 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 + 2)(s + 5))
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(s + 8)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.707 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.707
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 + 1)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 2 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 2 %
K =
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 = 5 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 2)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.5
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 50 Ω の両端でとり、L = 2 mH、C = 0.1 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 50 ΩL = 2 mHC = 0.1 µF
BW = Hz
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) = 574/(s(s + 8)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 574/(s(s + 8)(s + 10))
GM = dB