1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 60/(s(s + 2)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.75) を計算せよ。
F(s) = 60/(s(s + 2)(s + 4))t = 0.75 s
f(0.75) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 10、y′(0) = −14 の条件で y″ + 6y′ + 8y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = 10y′(0) = −14t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 7)(s + 11)) 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 + 7)(s + 11))単位負帰還
K =
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) = 8/(s + 10) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.032 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 8/(s + 10)D = 2css ≤ 0.032
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 25/(s² + 5s + 50) 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) = 25/(s² + 5s + 50)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
R = 95 Ω、L = 200 mH、C = 22 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 95 ΩL = 200 mHC = 22 µFV = 24 V
tp = ms
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 + 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 + 2)(s + 4)(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 + 2)(s + 3)(s + 5)) 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 + 2)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
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) = 2 + 10/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 5)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 10/sG(s) = 20/((s + 5)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 150/((s + 2)(s + 15)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 150/((s + 2)(s + 15))ω = 20 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 + 6)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))GM = 2 dB
K =