1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 24/(s² + 4s + 8) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 24/(s² + 4s + 8)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 21 Ω、L = 500 mH、C = 47 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 21 ΩL = 500 mHC = 47 µFV = 12 V
%OS = %
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 660/((s + 5)(s + 11)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 660/((s + 5)(s + 11))ω = 1 rad/s
|G(jω)| = 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) = 1000/(s(s + 10)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 1000/(s(s + 10))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 50/(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) = 50/(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
L(s) = K/((s + 1)(s + 9)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 9))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 1)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 10))ess = 4 %
K =
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) = 2/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 4 rad/sζ = 1
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 8) 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 = 6 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) = 3/(s + 8)H₁ = 2K = 6
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 18 が、プラント G(s) = 9/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 10 の基準ステップと大きさ 10 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 18G(s) = 9/(s + 1)D = 10R = 10
css =