1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 17)/(s² + 2s + 26) の f(t) を平方完成によって求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (3s + 17)/(s² + 2s + 26)t = 1 s
f(1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 18y = 72·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 5 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 72·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 3(s + 5)/((s + 1)(s + 2)) 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) = 3(s + 5)/((s + 1)(s + 2))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 6 が、プラント G(s) = 8/(s + 7) 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 10 の基準ステップと大きさ 5 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 6G(s) = 8/(s + 7)D = 5R = 10
css =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 126/(s² + 3s + 63) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 126/(s² + 3s + 63)
tp = s
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 + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 5 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 1120/(s(s + 4)(s + 10)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 1120/(s(s + 4)(s + 10))
N =
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 + 3)(s + 9)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 9))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 2)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.02 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 2tess = 0.02
K =
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 + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 2))ζ = 0.8
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 100 nF です。4.8 kHz 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 = 1 kΩC = 100 nFf = 4.8 kHz
|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) = 28/(s(s + 2)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 2)(s + 8))
GM = dB