1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 20/(s(s + 2)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = 20/(s(s + 2)(s + 6))t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 48·u(t) に従い、y(0) = 3、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 2 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 48·u(t)y(0) = 3y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 37/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 37/(s + 7)H = 0.2
τ = s
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) = 10/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.2222 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 10/(s + 9)D = 1css ≤ 0.2222
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 76/(s² + 13s + 76) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 76/(s² + 13s + 76)
ζ =
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 10 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 10 %
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 + 4)(s + 5)(s + 6))、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 + 4)(s + 5)(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
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
sb =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 2 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 2 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 1)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 5 + 5/sG(s) = 10/((s + 1)(s + 5))r(t) = 1t
ess =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 47 Ω, L = 22 mH です。85 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 47 ΩL = 22 mHf = 85 Hz
φ = °
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