1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 93/(s² + 3s + 31) 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) = 93/(s² + 3s + 31)
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 8 % で、最初のピークは t = 0.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 8 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 50 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 1 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 50 ΩL = 100 mHC = 1 µF
BW = Hz
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) = 28/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 10))
ωc = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 5/(s(s + 2)(s + 6)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 5/(s(s + 2)(s + 6))
N =
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 + 1)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 5/(0.5s + 1)K = 10
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 1/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 2)(s + 10)) 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 + 1/sG(s) = 20/((s + 2)(s + 10))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 17/(s + 4) を、センサのゲインが H = 2 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) = 17/(s + 4)H = 2
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 6))単位負帰還
ω = rad/s