1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 210/(s² + 7s + 70) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 210/(s² + 7s + 70)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 100 Ω、L = 10 mH、C = 1 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 100 ΩL = 10 mHC = 1 µFV = 10 V
%OS = %
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 = 100 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 1 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 100 ΩL = 100 mHC = 1 µF
f0 = 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) = K/(s(s + 2)(s + 6)) である。 ゲイン余裕が 12 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))GM = 12 dB
K =
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 + 1)(s + 8)) 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 + 1)(s + 8))
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 + 3)(s² + 4s + 5)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s² + 4s + 5))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 1)) 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) = 2(s + 1)/(s(s + 1))r(t) = 5 + 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 4))K = 4
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 6) 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) = 8/(s + 6)H = 2
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6))単位負帰還
Kmax =