1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 3)/(s² + 11s + 28) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (s + 3)/(s² + 11s + 28)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 8y = 12·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.6) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 12·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 5/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 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 = 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) = 5/(s + 7)H₁ = 5K = 10
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 1/(s + 5) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.005 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 1/(s + 5)D = 0.5css ≤ 0.005
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 64/(s² + 8s + 64) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 64/(s² + 8s + 64)
σ =
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
図のループは負帰還で、L(s) = 80/(s(s + 1)(s + 4)) 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) = 80/(s(s + 1)(s + 4))
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 + 1)(s + 2)(s + 4)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
ω = rad/s
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) = 1t に定常偏差 0.02 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) = 1tess = 0.02
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 5))K = 20
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 45(s + 4)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 45(s + 4)/(s(s + 11))ω = 2 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 66/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 66/(s(s + 4))
ωc = rad/s