1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 34)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (2s + 34)/(s² + 10s + 25)t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 1、y′(0) = 9 の条件で y″ + 4y′ + 3y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 1y′(0) = 9t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 6)) 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 + 1)(s + 6))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 = 20 が、プラント G(s) = 6/(s + 6) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 2 の基準ステップと大きさ 10 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 20G(s) = 6/(s + 6)D = 10R = 2
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 48/(s² + 11s + 48) 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) = 48/(s² + 11s + 48)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 15 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 15 %
ζ =
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 + 12)/(s(s + 3)(s + 4))、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 + 12)/(s(s + 3)(s + 4))
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 + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))s = −1.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 1)) 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)/(s²(s + 1))r(t) = 2·t²/2
ess =
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) = 2/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 1
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 37(s + 15)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 37(s + 15)/(s(s + 11))ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 368/(s(s + 5)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 368/(s(s + 5)(s + 8))
ω180 = rad/s