1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 28)/(s² + 2s + 26) の f(t) を平方完成によって求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (2s + 28)/(s² + 2s + 26)t = 1 s
f(1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t) に従い、y(0) = 2、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 2 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 96·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 19 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) = 4/(s + 7)H₁ = 0.5K = 19
T(0) =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))単位負帰還
ω = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 38/(s² + 2s + 19) 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) = 38/(s² + 2s + 19)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
質量 m = 1 kg のおもりが、ばね定数 k = 1000 N/m のばねと粘性ダンパ c = 19 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 20 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 1 kgk = 1000 N/mc = 19 N·s/mF = 20 N
tp = 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 + 11)/(s(s + 1)(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 + 11)/(s(s + 1)(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 + 10)(s + 8)(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 + 10)(s + 8)(s + 2))
σa =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 2/(s(s + 1)) 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) = 2/(s(s + 1))r(t) = 0.5t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 10/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/((s + 5)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 10/sG(s) = 4/((s + 5)(s + 10))r(t) = 5t
ess =
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 = 10 kΩ, C = 2.2 nF です。3.6 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 10 kΩC = 2.2 nFf = 3.6 kHz
|H| = 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) = 296/(s(s + 4)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 296/(s(s + 4)(s + 9))
GM = dB