1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 15/(s(s + 4)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = 15/(s(s + 4)(s + 5))t = 0.1 s
f(0.1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 2y′ + 17y = 3u′ + 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 = 0.1 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.1) を求めよ。
y″ + 2y′ + 17y = 3u′ + 18ut = 0.1 s
g(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 3) には、ゲイン H₁ = 4 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 = 10 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 7/(s + 3)H₁ = 4K = 10
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 16/(s + 5)、G₂ = 6/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 1 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 = 16/(s + 5)G₂ = 6/(s + 3)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 8/(s² + 2s + 4) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 8/(s² + 2s + 4)
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、オーバーシュートを 8 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 8 %
ζ =
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 + 1)(s + 8)) 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 + 1)(s + 8))
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 + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.6
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 + 5)(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 + 5)(s + 10))ess = 2 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 10 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 4))Kp = 10ζ = 0.5
Kd = s
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 = 47 kΩ, C = 22 nF です。77 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 47 kΩC = 22 nFf = 77 Hz
φ = °
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) = 268/(s(s + 6)(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) = 268/(s(s + 6)(s + 8))
ω180 = rad/s