1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 14)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (2s + 14)/(s² + 6s + 9)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 12y = 18·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 1 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.6) を求めよ。
y″ + 8y′ + 12y = 18·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 10(s + 6)/((s + 4)(s + 9)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 10(s + 6)/((s + 4)(s + 9))R = 5
ess =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 38/(s(s + 9)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 38/(s(s + 9))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 53/(s² + 11s + 53) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 53/(s² + 11s + 53)
%OS = %
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 30 % で、最初のピークは t = 2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 30 %tp = 2 s
ωn = rad/s
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 + 8)/(s(s + 2)(s + 4))、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 + 8)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 4)(s + 8)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 4)(s + 8))
σa =
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 + 5)(s + 10)) 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 + 5)(s + 10))ess = 25 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 4))K = 16
%OS = %
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 = 2.2 kΩ, C = 10 nF です。14 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 = 2.2 kΩC = 10 nFf = 14 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) = 30.4/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 30.4/(s(s + 8))
PM = °