1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 51/(s² + 8s + 51) 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) = 51/(s² + 8s + 51)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 14 Ω、L = 500 mH、C = 100 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。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 14 ΩL = 500 mHC = 100 µFV = 12 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 15/((s + 1)(s + 5)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 15/((s + 1)(s + 5))ω = 20 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 3900/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 3900/(s(s + 20))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
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 + 6)/(s(s + 1)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 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。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 6)/(s(s + 1))
si =
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 + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 4 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 4/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 1)(s + 4)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 4/sG(s) = 10/((s + 1)(s + 4))r(t) = 5t
ess =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 8(s + 1)/((s + 4)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 1)/((s + 4)(s + 8))R = 2
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 9/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.2 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 9/(s + 9)D = 1css ≤ 0.2
K =