1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 47/(s² + 9s + 47) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 47/(s² + 9s + 47)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 63 Ω、L = 50 mH、C = 2 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 63 ΩL = 50 mHC = 2 µFV = 12 V
tp = ms
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 = 10 Ω の両端でとり、L = 10 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 10 ΩL = 10 mHC = 10 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) = 2.2/(s(s + 1)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 2.2/(s(s + 1))
ωc = rad/s
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) = 2/(s(s + 3)(s + 4)) 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) = 2/(s(s + 3)(s + 4))
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(s + 1)(s + 2)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 1/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 20 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 1/(1s + 1)K = 20
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 5)) 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) = 5/(s(s + 5))K = 16
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 4 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 19 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 3/(s + 4)H₁ = 4K = 19
p =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 20/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 20/(s(s + 2))H = 2
ωd = rad/s