1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 15/(s(s + 2)(s + 3)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = 15/(s(s + 2)(s + 3))t = 0.6 s
f(0.6) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 4y′ + 3y = 12·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(1.2) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 12·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 1.2 s
y(1.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 11)) 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(s + 11))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 5/(s + 1)、G₂ = 10/(s + 2)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、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 = 5/(s + 1)G₂ = 10/(s + 2)H₁ = 4H₂ = 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) = 146/(s² + 11s + 73) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 146/(s² + 11s + 73)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 6)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 25 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 25 %
K =
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 + 1)(s + 5)) 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 + 1)(s + 5))
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 + 2)(s² + 6s + 13)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s² + 6s + 13))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2.5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 9 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 2.5/(0.5s + 1)K = 9
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。 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) = 5/(s(s + 8))K = 20
ts = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 3.3 kΩ, C = 1 nF です。240 kHz 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 = 3.3 kΩC = 1 nFf = 240 kHz
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) = K/(s(s + 3)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 12 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 9))GM = 12 dB
K =