1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 24)/(s² + 2s + 2) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (4s + 24)/(s² + 2s + 2)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 5y′ + 4y = 20u 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 = 0.75 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.75) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 20ut = 0.75 s
g(0.75) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 5(s + 1)/((s + 3)(s + 4)) 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) = 5(s + 1)/((s + 3)(s + 4))R = 1
ess =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 14/(s + 4)、G₂ = 2/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 1 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 14/(s + 4)G₂ = 2/(s + 3)H₁ = 2H₂ = 1
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 82/(s² + 10s + 82) 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) = 82/(s² + 10s + 82)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
R = 27 Ω、L = 20 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 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 = 27 ΩL = 20 mHC = 10 µFV = 5 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 + 3)(s + 5))、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 + 3)(s + 5))
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 + 5)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 4t(ステップとランプの和)が、G(s) = 50/(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) = 50/(s(s + 5))r(t) = 5 + 4t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 6)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 6))ζ = 0.5
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 47 Ω, L = 4.7 mH です。800 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 = 47 ΩL = 4.7 mHf = 800 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) = 160/(s(s + 10)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 160/(s(s + 10))
PM = °