1. たたみ込みと LTI システム ふつう
パルス x(t) = 5(0 ≤ t < 2 s)を、パルス h(t) = 4(0 ≤ t < 1 s)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) = 5, 0 ≤ t < 2 s h(t) = 4, 0 ≤ t < 1 s
Ay =
2. たたみ込みと LTI システム むずかしい
2cos(10t) h(t) = 2e−5t u(t) y(t) 入力 x(t) = 2·cos(10t) が、h(t) = 2·e−5t u(t) のシステムに加えられます。入力に対する定常出力の位相 φ を、度で求めなさい。
h(t) = 2e−5t u(t) x(t) = 2cos(10t)
φ = °
3. ラプラス変換 ふつう
F(s) = (5s + 30)/(s² + 8s + 20) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (5s + 30)/(s² + 8s + 20) t = 0.1 s
f(0.1) =
4. ラプラス変換 むずかしい
ある系が y″ + 4y′ + 3y = 12·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(1) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 12·u(t) u(t) = 2 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 1 s
y(1) =
5. ステップ応答 ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 28/(s² + 4s + 56) 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) = 28/(s² + 4s + 56)
ts = s
6. ステップ応答 むずかしい
k = 200 N/m c = 38 N·s/m m = 5 kg F = 100 N x(t) 質量 m = 5 kg のおもりが、ばね定数 k = 200 N/m のばねと粘性ダンパ c = 38 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 = 100 N を突然加える。 変位のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
m = 5 kg k = 200 N/m c = 38 N·s/m F = 100 N
%OS = %
7. ボード線図と余裕 ふつう
vin C = 22 nF R = 47 kΩ vout
図の RC ハイパスフィルタ は R = 47 kΩ, C = 22 nF です。460 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout /vin | を dB で求めよ。
R = 47 kΩ C = 22 nF f = 460 Hz
|H| = dB
8. ボード線図と余裕 むずかしい
|H| (dB) 1 1 10 10 100 100 1000 1000 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 550/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 550/(s(s + 10))
ωc = rad/s