1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 33/(s² + 2s + 11) 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) = 33/(s² + 2s + 11)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 235/(s(s + 6)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 235/(s(s + 6))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 12(s + 10)/(s(s + 15)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 12(s + 10)/(s(s + 15))ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 64/(s(s + 1)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 64/(s(s + 1)(s + 9))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))
ω = rad/s
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 + 10)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.4
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 50/(s(s + 2)) 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) = 50/(s(s + 2))r(t) = 1 + 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 2/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/((s + 1)(s + 4)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 2/sG(s) = 2/((s + 1)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 5 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 = 18 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) = 8/(s + 7)H₁ = 5K = 18
p =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 7/(s + 3)、G₂ = 2/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.1 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 7/(s + 3)G₂ = 2/(s + 6)H₁ = 2H₂ = 0.1
T(0) =