1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 99/(s² + 3s + 33) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 99/(s² + 3s + 33)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 255/(s(s + 12)) 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) = 255/(s(s + 12))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 11(s + 4)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 11(s + 4)/(s(s + 3))ω = 10 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) = 80/(s(s + 2)(s + 7)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 80/(s(s + 2)(s + 7))
GM = dB
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは K = 128、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))K = 128
m =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 10)/((s + 3)(s + 1)(s + 2)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 10)/((s + 3)(s + 1)(s + 2))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 4t(ステップとランプの和)が、G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(s + 5)) 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) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 1 + 4t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 0.5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 1)(s + 2)) 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 + 0.5/sG(s) = 20/((s + 1)(s + 2))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 + 2)/((s + 1)(s + 7)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 2)/((s + 1)(s + 7))R = 1
ess =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 48/(s(s + 5)) を、センサのゲイン H = 1 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) = 48/(s(s + 5))H = 1
ωd = rad/s