1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 36/(s² + 4s + 8) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.75) を計算せよ。
F(s) = 36/(s² + 4s + 8)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) = 3、y′(0) = 4 の条件で y″ + 9y′ + 18y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = 3y′(0) = 4t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 8(s + 6)/((s + 3)(s + 5)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 6)/((s + 3)(s + 5))R = 1
ess =
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) = 9/(s + 9) 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) = 9/(s + 9)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) = 53/(s² + 7s + 53) 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) = 53/(s² + 7s + 53)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
R = 28 Ω、L = 10 mH、C = 2 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 28 ΩL = 10 mHC = 2 µFV = 24 V
%OS = %
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6)) 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(s + 1)(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
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 10)/((s + 1)(s + 8)(s + 6)) 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 + 10)/((s + 1)(s + 8)(s + 6))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 5)) 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) = 4(s + 2)/(s(s + 5))r(t) = 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 6)) 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) = 5/(s(s + 6))K = 25
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 456/((s + 4)(s + 19)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 456/((s + 4)(s + 19))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) = 234/(s(s + 4)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 234/(s(s + 4)(s + 9))
ω180 = rad/s