1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 40/(s(s + 3)(s + 4)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = 40/(s(s + 3)(s + 4))t = 0.4 s
f(0.4) =
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″ + 5y′ + 6y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 1y′(0) = −9t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 2(s + 1)/((s + 6)(s + 7)) 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) = 2(s + 1)/((s + 6)(s + 7))R = 10
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 68/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 68/(s(s + 6))H = 0.5
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 128/(s² + 11s + 64) 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) = 128/(s² + 11s + 64)
%OS = %
6.ステップ応答むずかしい
R = 40 Ω、L = 10 mH、C = 1 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。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 40 ΩL = 10 mHC = 1 µFV = 24 V
vC,max = V
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 + 2)(s + 4)) 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 + 2)(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
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 4)) 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 + 1)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s
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 + 4)/(s(s + 4)) 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 + 4)/(s(s + 4))r(t) = 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 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。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 6))K = 40
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 13(s + 16)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 13(s + 16)/(s(s + 10))ω = 8 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) = 90/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 90/(s(s + 10))
ωc = rad/s