1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 42/(s² + 2s + 42) 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) = 42/(s² + 2s + 42)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 2.5 kg のおもりが、ばね定数 k = 400 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。 減衰比 ζ を求めよ。
m = 2.5 kgk = 400 N/mc = 6 N·s/mF = 20 N
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 160/((s + 1)(s + 20)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 160/((s + 1)(s + 20))ω = 10 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) = 210/(s(s + 3)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 210/(s(s + 3)(s + 8))
GM = dB
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 + 13)/(s(s + 3)(s + 4))、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 + 13)/(s(s + 3)(s + 4))
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(s + 10)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.707 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.707
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 0.5·t²/2 が、G(s) = 2(s + 2)/(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) = 2(s + 2)/(s²(s + 5))r(t) = 0.5·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 2))K = 10
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 34/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 1 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 34/(s + 3)H = 0.5R = 1
css =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 2/(s + 1)、G₂ = 5/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.5 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 2/(s + 1)G₂ = 5/(s + 3)H₁ = 2H₂ = 0.5
T(0) =