1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 90/(s² + 2s + 30) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 90/(s² + 2s + 30)
%OS = %
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、オーバーシュートは 4.3 % で、最初のピークは t = 0.2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 4.3 %tp = 0.2 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 48(s + 7)/(s(s + 5)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 48(s + 7)/(s(s + 5))ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 10/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 10/(s(s + 4))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
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 + 8)) 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 + 8))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 20(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) = 20(s + 3)/(s²(s + 5))r(t) = 2·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) = 2/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.5
Kp =
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 = 0.5 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 = 5 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 3/(s + 8)H₁ = 0.5K = 5
p =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 13 が、プラント G(s) = 7/(s + 3) 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)。 R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 13G(s) = 7/(s + 3)D = 5R = 0
css =