1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 74/(s² + 5s + 74) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 74/(s² + 5s + 74)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 8 % で、最初のピークは t = 2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 8 %tp = 2 s
ωn = rad/s
3.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 = 100 mH、C = 0.22 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 100 mHC = 0.22 µF
BW = Hz
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) = 1700/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 1700/(s(s + 20))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 10/(s(s + 6)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 10/(s(s + 6)(s + 8))
N =
6.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 + 15)/(s(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 15)/(s(s + 8))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 5))r(t) = 10 + 5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 5 + Kd·s 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。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 4))Kp = 5ζ = 0.8
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 1) を、センサのゲインが H = 0.1 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) = 7/(s + 1)H = 0.1R = 24
css =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 6)(s + 9)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6)(s + 9))単位負帰還
Kmax =