1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 20)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (3s + 20)/(s² + 2s + 1)t = 0.4 s
f(0.4) =
2.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t) に従い、y(0) = 6、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 1 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.25) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t)y(0) = 6y′(0) = 0u(t) = 1t = 0.25 s
y(0.25) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(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(s + 12))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 + 1)(s + 2)(s + 5)) 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 + 1)(s + 2)(s + 5))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) = 255/(s² + 13s + 85) 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) = 255/(s² + 13s + 85)
σ =
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 4.3 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 4.3 %
ζ =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 2/(s(s + 1)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 2/(s(s + 1)(s + 8))
N =
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 + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))
ω = rad/s
9.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 2)) 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 0.05 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 + 2))r(t) = 1tess = 0.05
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 10 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 2))Kp = 10ζ = 0.6
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 20 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 10 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 20 mHC = 10 µF
Q =
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) = 88/(s(s + 1)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 88/(s(s + 1)(s + 10))
ω180 = rad/s