1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 1)/(s² + 6s + 34) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (4s + 1)/(s² + 6s + 34)t = 0.1 s
f(0.1) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −5、y′(0) = 12 の条件で y″ + 7y′ + 10y = 0 を解き、y(0.1) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = −5y′(0) = 12t = 0.1 s
y(0.1) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 4)) 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 + 1)(s + 4))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 38/(s(s + 7)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 38/(s(s + 7))H = 0.5
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 158/(s² + 5s + 79) 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) = 158/(s² + 5s + 79)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 8)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 2 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 5)/((s − 2)(s + 5)) は s = 2 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 5)/((s − 2)(s + 5))
Kmin =
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 + 3)(s + 7)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 7))
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) = 2t に定常偏差 0.5 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) = 2tess = 0.5
K =
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) = 2/(s(s + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 4))Kp = 25ζ = 0.5
Kd = s
11.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 22 Ω, L = 2.2 mH です。320 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 = 22 ΩL = 2.2 mHf = 320 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) = 30/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 30/(s(s + 2))
PM = °