1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 22)/(s² + 6s + 45) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (5s + 22)/(s² + 6s + 45)t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 5y = 25·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 2 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.8) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 25·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.8 s
y(0.8) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 14)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 14))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 7)(s + 10)) 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 + 7)(s + 10))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) = 91/(s² + 8s + 91) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 91/(s² + 8s + 91)
tp = s
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 + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 2 %
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 K = 45、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))K = 45
m =
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 + 3)(s² + 4s + 8)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s² + 4s + 8))
θd = °
9.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 2)(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) = 4(s + 3)/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 5 + 0.5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 6)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 6))ζ = 0.707
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 6(s + 8)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 6(s + 8)/(s(s + 11))ω = 15 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) = 3000/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 3000/(s(s + 20))
PM = °