1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 18/(s² + 8s + 25) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = 18/(s² + 8s + 25)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 3y′ + 2y = 1·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 2 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.8) を求めよ。
y″ + 3y′ + 2y = 1·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.8 s
y(0.8) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 33/(s + 9) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 2 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 33/(s + 9)H = 0.5R = 2
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 26/(s(s + 4)) 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) = 26/(s(s + 4))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 11/(s² + 2s + 11) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 11/(s² + 2s + 11)
ωn = rad/s
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 + 5)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 2 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))、K > 0 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 + 2)(s + 4)(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
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 4)/(s(s + 5)(s + 2)(s + 3)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 4)/(s(s + 5)(s + 2)(s + 3))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 2 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 0.5/(10s + 1)K = 2
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 1 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。 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) = 5/(s(s + 2))K = 1
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 154/((s + 1)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 154/((s + 1)(s + 14))ω = 10 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) = K/(s(s + 2)(s + 3)) である。 ゲイン余裕が 10 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))GM = 10 dB
K =