1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 19.5/(s² + 9s + 39) 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) = 19.5/(s² + 9s + 39)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 261 Ω、L = 500 mH、C = 4.7 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 261 ΩL = 500 mHC = 4.7 µFV = 12 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 470 Ω, L = 22 mH です。6.8 kHz 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 = 470 ΩL = 22 mHf = 6.8 kHz
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) = 230/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 230/(s(s + 5))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 220/(s(s + 1)(s + 10)) 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) = 220/(s(s + 1)(s + 10))
N =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) について、閉ループ極を s = −2 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))s = −2
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5/(s(s + 4)) 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) = 5/(s(s + 4))r(t) = 10 + 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 10)) 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) = 2/(s(s + 10))K = 20
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 5) 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 = 20 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) = 4/(s + 5)H₁ = 2K = 20
T(0) =
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) = 7/(s + 3) 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 0.4667 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 3)D = 1css ≤ 0.4667
K =