1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 13)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (6s + 13)/(s² + 10s + 25)t = 0.2 s
f(0.2) =
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) = 4 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) = 4t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 3)(s + 12)) 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 + 3)(s + 12))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
G₁ = 3/(s + 5)、G₂ = 5/(s + 5)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.2 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 = 3/(s + 5)G₂ = 5/(s + 5)H₁ = 1H₂ = 0.2
T(0) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 19/(s² + 7s + 38) 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) = 19/(s² + 7s + 38)
tp = s
6.ステップ応答むずかしい
R = 25 Ω、L = 100 mH、C = 100 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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 = 25 ΩL = 100 mHC = 100 µFV = 12 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 + 3)(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 + 3)(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
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 3)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 3))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 2(s + 1)/(s(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) = 2(s + 1)/(s(s + 4))r(t) = 2t
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 25 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 1))Kp = 25ζ = 0.707
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 47 Ω, L = 47 mH です。480 Hz 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 = 47 ΩL = 47 mHf = 480 Hz
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) = 8/(s(s + 2)(s + 5)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 8/(s(s + 2)(s + 5))
GM = dB