1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 150/(s² + 11s + 75) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 150/(s² + 11s + 75)
%OS = %
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、オーバーシュートを 8 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 8 %
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 10 kΩ, C = 100 nF です。80 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 10 kΩC = 100 nFf = 80 Hz
φ = °
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 + 3)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 6 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 9))GM = 6 dB
K =
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 + 1)/((s − 2)(s + 5)) は s = 2 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 + 1)/((s − 2)(s + 5))
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 + 2)(s + 4)) 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 + 4))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(10s + 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) = 0.5/(10s + 1)K = 10
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 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 = 16
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 39/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 39/(s + 7)H = 0.5
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 9/(s + 10) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.018 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 9/(s + 10)D = 1css ≤ 0.018
K =