1.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 35)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (s + 35)/(s² + 10s + 25)t = 0.25 s
f(0.25) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −6、y′(0) = 8 の条件で y″ + 7y′ + 12y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = −6y′(0) = 8t = 0.3 s
y(0.3) =
3.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 8(s + 5)/((s + 1)(s + 3)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 5)/((s + 1)(s + 3))R = 5
ess =
4.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 7/(s + 4) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.7 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 4)D = 2css ≤ 0.7
K =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 16/(s² + 3s + 32) 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) = 16/(s² + 3s + 32)
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 + 4)) 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 + 4))%OS = 10 %
K =
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)) 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(s + 5)(s + 6))
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 + 6)/(s(s + 8)(s + 3)) 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 + 6)/(s(s + 8)(s + 3))
σa =
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 = 5 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 6)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 6))K = 5
tp = s
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 = 47 kΩ, C = 1 nF です。34 kHz 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 kΩC = 1 nFf = 34 kHz
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) = K/(s(s + 5)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 3 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 9))GM = 3 dB
K =