1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 190/(s² + 7s + 95) 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) = 190/(s² + 7s + 95)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 45/(s(s + 2)) 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) = 45/(s(s + 2))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 15(s + 16)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 15(s + 16)/(s(s + 1))ω = 15 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) = 6/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 6/(s(s + 1)(s + 4))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 10)/((s − 4)(s + 2)) は s = 4 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 10)/((s − 4)(s + 2))
Kmin =
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 + 1)(s + 3)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 2 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4/(s(s + 1)(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) = 4/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 2 + 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 8 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 1))Kp = 8ζ = 0.707
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 10) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 4/(s + 10)H = 0.1
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 2)、G₂ = 6/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.5 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 = 12/(s + 2)G₂ = 6/(s + 8)H₁ = 1H₂ = 0.5
T(0) =