1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 76/(s² + 14s + 76) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 76/(s² + 14s + 76)
ts = 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 10 % 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 = 10 %tp = 2 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 17(s + 9)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 17(s + 9)/(s(s + 3))ω = 4 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) = 172/(s(s + 6)(s + 7)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 172/(s(s + 6)(s + 7))
GM = dB
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 + 5)(s + 10)) 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(s + 5)(s + 10))
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 + 1)(s + 2)(s + 3)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 3))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 1/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 9 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/(0.5s + 1)K = 9
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 4 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 2))Kp = 4ζ = 0.6
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 5/(s + 6) 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 = 7 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) = 5/(s + 6)H₁ = 4K = 7
p =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 18/(s + 5)、G₂ = 7/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 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 = 18/(s + 5)G₂ = 7/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =