1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 40)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (3s + 40)/(s² + 10s + 25)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −4、y′(0) = −7 の条件で y″ + 4y′ + 3y = 0 を解き、y(1) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = −4y′(0) = −7t = 1 s
y(1) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 5(s + 5)/((s + 1)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 5(s + 5)/((s + 1)(s + 8))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 78/(s(s + 5)) を、センサのゲイン H = 0.5 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) = 78/(s(s + 5))H = 0.5
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 132/(s² + 2s + 44) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 132/(s² + 2s + 44)
%OS = %
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 + 4)) 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 + 4))%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 + 1)(s + 3)(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 + 3)(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
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 5/(s(s + 10)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 10))r(t) = 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 10)) 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) = 4/(s(s + 10))K = 16
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 840/((s + 7)(s + 10)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 840/((s + 7)(s + 10))ω = 3 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) = 4/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 4))
GM = dB