1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 20/(s(s + 1)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = 20/(s(s + 1)(s + 6))t = 1 s
f(1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −3、y′(0) = 11 の条件で y″ + 6y′ + 8y = 0 を解き、y(0.1) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = −3y′(0) = 11t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 38/(s + 6) を、センサのゲインが H = 0.1 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) = 38/(s + 6)H = 0.1
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 5)、G₂ = 1/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.25 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 = 12/(s + 5)G₂ = 1/(s + 7)H₁ = 2H₂ = 0.25
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 10.5/(s² + 4s + 21) 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) = 10.5/(s² + 4s + 21)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 135/(s(s + 6)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 135/(s(s + 6))
ts = s
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 + 1)(s + 4)(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 + 1)(s + 4)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) について、閉ループ極を s = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))s = −0.5
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 20/(s(s + 1)(s + 10)) 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) = 20/(s(s + 1)(s + 10))r(t) = 10 + 5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 5 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 5)) 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) = 10/(s(s + 5))K = 5
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 50 Ω の両端でとり、L = 2 mH、C = 0.1 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 50 ΩL = 2 mHC = 0.1 µF
f0 = Hz
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) = 33/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 33/(s(s + 2))
PM = °