1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 16)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (2s + 16)/(s² + 10s + 25)t = 0.3 s
f(0.3) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 6y = 36·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(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 36·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 17/(s + 1) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 10 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 17/(s + 1)H = 2R = 10
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 10/(s(s + 5)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 5))H = 1
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 8s + 30) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 30/(s² + 8s + 30)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 70/(s(s + 12)) 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) = 70/(s(s + 12))
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 + 10)/(s(s + 2)(s + 3))、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 + 10)/(s(s + 2)(s + 3))
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 + 5)(s + 7)) 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 + 5)(s + 7))
K =
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 5 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 5 %
K =
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) = 4/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 4))K = 5
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 26(s + 20)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 26(s + 20)/(s(s + 1))ω = 15 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) = 64/(s(s + 3)(s + 6)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 64/(s(s + 3)(s + 6))
ω180 = rad/s