1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 33)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (6s + 33)/(s² + 4s + 4)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 8、y′(0) = −14 の条件で y″ + 8y′ + 15y = 0 を解き、y(0.1) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 8y′(0) = −14t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 18/(s + 1) を、センサのゲインが H = 0.2 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) = 18/(s + 1)H = 0.2
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5)) 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 + 1)(s + 3)(s + 5))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) = 6/(s² + s + 12) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 6/(s² + s + 12)
ζ =
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 10 % で、最初のピークは t = 0.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 10 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
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) = 780/(s(s + 3)(s + 10)) 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) = 780/(s(s + 3)(s + 10))
N =
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)(s + 8)) 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 + 2)(s + 8))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 5·t²/2 が、G(s) = 5(s + 1)/(s²(s + 4)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 5(s + 1)/(s²(s + 4))r(t) = 5·t²/2
ess =
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 + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 3 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.8
Kp =
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 3.3 kΩ, C = 1 nF です。140 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 = 140 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) = 40/(s(s + 2)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 40/(s(s + 2)(s + 8))
ω180 = rad/s