1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 31)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (s + 31)/(s² + 6s + 9)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 4y′ + 29y = 2u′ + 8u 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 = 0.6 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.6) を求めよ。
y″ + 4y′ + 29y = 2u′ + 8ut = 0.6 s
g(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 3 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 10 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 3/(s + 7)H₁ = 3K = 10
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))単位負帰還
Kmax =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 60/(s² + 8s + 30) 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 + 8s + 30)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 40/(s(s + 2)) 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) = 40/(s(s + 2))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) 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 + 2)(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 + 2)(s + 4)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.5 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 2tess = 0.5
K =
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) = 2/(s(s + 2)) 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) = 2/(s(s + 2))K = 20
tp = s
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 43(s + 3)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 43(s + 3)/(s(s + 10))ω = 1 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) = 144/(s(s + 6)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 144/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB