1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 38)/(s² + 4s + 29) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (5s + 38)/(s² + 4s + 29)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 10y = 40·u(t) に従い、y(0) = 6、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 40·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 8)) 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 + 8))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 が、プラント G(s) = 3/(s + 6) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.025 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 3/(s + 6)D = 0.5css ≤ 0.025
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 5/(s² + s + 5) 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) = 5/(s² + s + 5)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
R = 25 Ω、L = 10 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 25 ΩL = 10 mHC = 10 µFV = 10 V
tp = ms
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 K = 156、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))K = 156
m =
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 + 4)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.3 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0.3
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 10t に定常偏差 0.1 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 + 5))r(t) = 10tess = 0.1
K =
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) = 5/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 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) = 5/(s + 5)ωₙ = 10 rad/sζ = 1
Ki =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 1600/((s + 5)(s + 20)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1600/((s + 5)(s + 20))ω = 0.5 rad/s
|G(jω)| = 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) = 10.5/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 10.5/(s(s + 5))
PM = °