1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 29)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (4s + 29)/(s² + 8s + 16)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 3y′ + 2y = 6·u(t) に従い、y(0) = 6、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 5 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.4) を求めよ。
y″ + 3y′ + 2y = 6·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.4 s
y(0.4) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 4)) 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 + 4))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 18/(s + 5)、G₂ = 2/(s + 5)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、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 = 18/(s + 5)G₂ = 2/(s + 5)H₁ = 2H₂ = 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) = 80/(s² + 3s + 80) 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) = 80/(s² + 3s + 80)
tp = s
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 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 5/(s(s + 2)(s + 10)) 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) = 5/(s(s + 2)(s + 10))
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 + 2)(s + 4)) 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 + 2)(s + 4))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.1 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 2tess = 0.1
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) = 2/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Kp =
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 = 4.7 kΩ, C = 2.2 nF です。31 kHz 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 = 4.7 kΩC = 2.2 nFf = 31 kHz
|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) = 400/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 400/(s(s + 10))
ωc = rad/s