1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 30/(s(s + 3)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = 30/(s(s + 3)(s + 5))t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 18y = 27·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(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 27·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 10) を、センサのゲインが H = 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) = 2/(s + 10)H = 2
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 14/(s(s + 3)) 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) = 14/(s(s + 3))H = 1
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 12/(s² + s + 12) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 12/(s² + s + 12)
σ =
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 + 20)) 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 + 20))%OS = 25 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 144/(s(s + 2)(s + 6)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 144/(s(s + 2)(s + 6))
N =
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 + 6)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))s = −2.5
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 + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 5))ess = 20 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 10)) 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) = 1/(s(s + 10))K = 40
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 270/((s + 6)(s + 9)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 270/((s + 6)(s + 9))ω = 4 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) = 420/(s(s + 7)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 420/(s(s + 7)(s + 8))
GM = dB