1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 4/(s² + 2s + 4) 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) = 4/(s² + 2s + 4)
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、オーバーシュートを 30 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 30 %
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 470 Ω, L = 2.2 mH です。100 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 470 ΩL = 2.2 mHf = 100 kHz
|H| = dB
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) = 64/(s(s + 8)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 64/(s(s + 8))
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 K = 8、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) 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 + 1)(s + 4))K = 8
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 + 2)/(s(s + 8)(s + 4)) 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 + 2)/(s(s + 8)(s + 4))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 0.5·t²/2 が、G(s) = 2(s + 3)/(s²(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) = 2(s + 3)/(s²(s + 5))r(t) = 0.5·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.8
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 2 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 = 11 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 10/(s + 2)H₁ = 2K = 11
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 8/(s + 3)、G₂ = 5/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.2 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 = 8/(s + 3)G₂ = 5/(s + 3)H₁ = 2H₂ = 0.2
T(0) =