1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 21)/(s² + 15s + 56) である。その逆変換は f(t) = A·e−7t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (6s + 21)/(s² + 15s + 56)
A =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −4、y′(0) = 2 の条件で y″ + 7y′ + 10y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = −4y′(0) = 2t = 0.6 s
y(0.6) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 22/(s + 8) 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) = 22/(s + 8)H = 0.2
τ = s
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 28/(s(s + 2)) 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) = 28/(s(s + 2))H = 2
σ =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 48/(s² + 12s + 96) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 48/(s² + 12s + 96)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
R = 6 Ω、L = 10 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 6 ΩL = 10 mHC = 10 µFV = 10 V
tp = ms
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 + 1)(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 + 1)(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 + 4)(s + 8)(s + 10)(s + 2)) 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 + 4)(s + 8)(s + 10)(s + 2))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(2s + 1) を、比例ゲイン K = 10 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 2/(2s + 1)K = 10
ess = %
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 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。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 5))K = 4
%OS = %
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 1372/((s + 7)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1372/((s + 7)(s + 14))ω = 8 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 216/(s(s + 4)(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) = 216/(s(s + 4)(s + 8))
ω180 = rad/s