1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 48/(s² + 8s + 24) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 48/(s² + 8s + 24)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 9 Ω、L = 50 mH、C = 100 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 9 ΩL = 50 mHC = 100 µFV = 5 V
tp = ms
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 = 2 Ω の両端でとり、L = 5 mH、C = 1 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 2 ΩL = 5 mHC = 1 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) = 218/(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) = 218/(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
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 10)/(s(s + 2)(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 + 10)/(s(s + 2)(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 + 1)(s + 4)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
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 + 5)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 20 %
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) = 1/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 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) = 1/(s + 5)ωₙ = 6 rad/sζ = 1
Ki =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12(s + 2)/((s + 6)(s + 9)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12(s + 2)/((s + 6)(s + 9))R = 2
ess =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 9/(s + 3)、G₂ = 5/(s + 6)、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 = 9/(s + 3)G₂ = 5/(s + 6)H₁ = 2H₂ = 0.5
T(0) =