1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 24)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (3s + 24)/(s² + 8s + 16)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 7y′ + 6y = 4u′ + 16u 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 = 1.2 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(1.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 4u′ + 16ut = 1.2 s
g(1.2) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 46/(s(s + 1)) である。基準入力はランプ r(t) = 2·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 46/(s(s + 1))r(t) = 2·t
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 24/(s(s + 8)) を、センサのゲイン H = 1 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) = 24/(s(s + 8))H = 1
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 78/(s² + 9s + 78) 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) = 78/(s² + 9s + 78)
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) = 185/(s(s + 10)) 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) = 185/(s(s + 10))
ts = s
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 + 1)(s + 2)(s + 6))、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 + 1)(s + 2)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))s = −2.5
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 + 4)(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 + 4)(s + 10))ess = 2 %
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) = 5/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.8
Ki =
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 = 3.3 kΩ, C = 100 nF です。120 Hz 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 = 3.3 kΩC = 100 nFf = 120 Hz
|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) = K/(s(s + 9)(s + 10)) 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 + 9)(s + 10))GM = 10 dB
K =