1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 47/(s² + 5s + 47) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 47/(s² + 5s + 47)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 120 Ω、L = 10 mH、C = 1 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 120 ΩL = 10 mHC = 1 µFV = 12 V
%OS = %
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 2.2 kΩ, C = 100 nF です。180 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 = 2.2 kΩC = 100 nFf = 180 Hz
φ = °
4.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 + 7)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 20 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 9))GM = 20 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは K = 13.75、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))K = 13.75
m =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) について、閉ループ極を s = −1 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))s = −1
K =
7.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 5 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 5 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 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。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 4))K = 10
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 10)) 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 + 2)(s + 10))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 30 が、プラント G(s) = 4/(s + 10) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 1 の基準ステップと大きさ 1 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 30G(s) = 4/(s + 10)D = 1R = 1
css =