1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 2)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (4s + 2)/(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″ + 7y′ + 12y = 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″ + 7y′ + 12y = 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) = 33/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 33/(s + 3)H = 0.5R = 24
css =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) 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 + 2)(s + 3))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) = 16/(s² + 4s + 16) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 16/(s² + 4s + 16)
ζ =
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 + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 10 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 10 %
K =
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 + 7)/(s(s + 2)(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 + 7)/(s(s + 2)(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 + 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
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 20 %
K =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 6)) を制御しています。 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) = 2/(s(s + 6))K = 50
ts = 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 = 50 mH、C = 1 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 50 mHC = 1 µF
BW = Hz
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) = 14/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 14/(s(s + 1)(s + 4))
GM = dB