1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 10)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.8) を計算せよ。
F(s) = (6s + 10)/(s² + 2s + 1)t = 0.8 s
f(0.8) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 13y = 2u′ + 11u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.1 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.1) を求めよ。
y″ + 6y′ + 13y = 2u′ + 11ut = 0.1 s
g(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 21/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 1 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 21/(s + 3)H = 0.1R = 1
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))単位負帰還
ω = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 60/(s² + 10s + 60) 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) = 60/(s² + 10s + 60)
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 + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 5 %
K =
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 + 4)(s + 5)(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 + 4)(s + 5)(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
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))
sb =
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 + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 25 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 25 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(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) = 4/(s(s + 5))K = 25
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 45(s + 16)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 45(s + 16)/(s(s + 10))ω = 8 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) = 10/(s(s + 1)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 10/(s(s + 1)(s + 9))
ω180 = rad/s