1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 55/(s(s + 4)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = 55/(s(s + 4)(s + 5))t = 0.2 s
f(0.2) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 10y = 10·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 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.5) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 10·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.5 s
y(0.5) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 26/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 1 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 26/(s + 3)H = 0.25R = 1
css =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 11/(s + 2)、G₂ = 8/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.5 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 11/(s + 2)G₂ = 8/(s + 3)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 57/(s² + 9s + 57) 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) = 57/(s² + 9s + 57)
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) = 130/(s(s + 6)) 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) = 130/(s(s + 6))
ts = s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは K = 27、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) 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 + 3)(s + 6))K = 27
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(s + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.5 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.5
K =
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) = 1t に定常偏差 0.2 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) = 1tess = 0.2
K =
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) = 2/(s(s + 10)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 10))ζ = 0.8
K =
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 = 22 kΩ, C = 22 nF です。3.3 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 = 22 kΩC = 22 nFf = 3.3 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) = K/(s(s + 2)(s + 6)) である。 ゲイン余裕が 8 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))GM = 8 dB
K =