1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 5s + 10) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 30/(s² + 5s + 10)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 1 kg のおもりが、ばね定数 k = 1000 N/m のばねと粘性ダンパ c = 6 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 20 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 1 kgk = 1000 N/mc = 6 N·s/mF = 20 N
tp = s
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 = 5 Ω の両端でとり、L = 1 mH、C = 0.22 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 1 mHC = 0.22 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) = 50/(s(s + 2)(s + 7)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 50/(s(s + 2)(s + 7))
ω180 = 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 = 28.8、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) 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 + 8))K = 28.8
m =
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 = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))s = −0.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 10/(s(s + 2)(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) = 10/(s(s + 2)(s + 5))r(t) = 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 2))ζ = 0.707
K =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 42/(s(s + 4)) である。基準入力はランプ r(t) = 5·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 42/(s(s + 4))r(t) = 5·t
ess =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 48/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 48/(s(s + 6))H = 1
σ =