1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 82/(s² + 4s + 82) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 82/(s² + 4s + 82)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 134 Ω、L = 100 mH、C = 2 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 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。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 134 ΩL = 100 mHC = 2 µFV = 24 V
vC,max = V
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 = 20 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 100 mHC = 10 µF
BW = 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) = 772/(s(s + 8)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 772/(s(s + 8)(s + 9))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 576/(s(s + 4)(s + 8)) 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) = 576/(s(s + 4)(s + 8))
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 + 4)(s + 10)) 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 + 4)(s + 10))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 10t に定常偏差 0.01 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 10tess = 0.01
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) = 4/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 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) = 4/(s + 5)ωₙ = 10 rad/sζ = 1
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 8/(s + 3)H = 0.1R = 24
css =
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) = 1/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.02222 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 1/(s + 9)D = 10css ≤ 0.02222
K =