1.たたみ込みと LTI システムふつう
パルス x(t) = 2(0 ≤ t < 2 s)を、h(t)、すなわち t = 0 の 1 から t = 4 s の 0 まで直線的に下がる三角形とたたみ込みます。y(t) = x(t) ∗ h(t) の下の面積 Ay を求めなさい。
x(t) = 2, 0 ≤ t < 2 sh(0) = 1, h(4) = 0
Ay =
2.たたみ込みと LTI システムむずかしい
システムは y[n] = 0.9·y[n − 1] + 0.5·x[n] に従い、静止状態から始まります。入力は単位ステップ x[n] = u[n] です。y[3] を求めなさい。
y[n] = 0.9y[n − 1] + 0.5x[n]x[n] = u[n]
y[3] =
3.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 29)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (6s + 29)/(s² + 8s + 16)t = 0.4 s
f(0.4) =
4.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 9y′ + 20y = 50·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 2 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.3) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 50·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 8/(s² + 3s + 4) 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) = 8/(s² + 3s + 4)
ts = s
6.ステップ応答むずかしい
質量 m = 2.5 kg のおもりが、ばね定数 k = 400 N/m のばねと粘性ダンパ c = 25 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 10 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 2.5 kgk = 400 N/mc = 25 N·s/mF = 10 N
tp = s
7.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 47 kΩ, C = 10 nF です。68 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 kΩC = 10 nFf = 68 Hz
φ = °
8.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) = 5.4/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 5.4/(s(s + 2))
ωc = rad/s