1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 40/(s(s + 3)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = 40/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 3y′ + 2y = u′ + 7u 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″ + 3y′ + 2y = u′ + 7ut = 0.25 s
g(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 6) には、ゲイン H₁ = 0.5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 17 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 9/(s + 6)H₁ = 0.5K = 17
p =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 14/(s + 5)、G₂ = 8/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、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 = 14/(s + 5)G₂ = 8/(s + 1)H₁ = 0.5H₂ = 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) = 14/(s² + 2s + 7) 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) = 14/(s² + 2s + 7)
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) = 250/(s(s + 6)) 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) = 250/(s(s + 6))
ts = 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 + 3)(s + 6)) 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 + 6))
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 + 4)(s + 8)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 4)(s + 8))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2/(s(s + 1)(s + 5)) 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) = 2/(s(s + 1)(s + 5))r(t) = 1 + 1t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 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 + 1)(s + 4)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 5/sG(s) = 2/((s + 1)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
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 = 20 Ω の両端でとり、L = 2 mH、C = 2.2 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 2 mHC = 2.2 µF
f0 = 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) = 272/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 272/(s(s + 8))
PM = °