1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 108/(s² + 5s + 36) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 108/(s² + 5s + 36)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 160/(s(s + 16)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 160/(s(s + 16))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 22 kΩ, C = 100 nF です。720 Hz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 22 kΩC = 100 nFf = 720 Hz
φ = °
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) = 19.5/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 19.5/(s(s + 5))
PM = °
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) = 105/(s(s + 2)(s + 5)) 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) = 105/(s(s + 2)(s + 5))
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 + 5)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 4))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t に定常偏差 0.05 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 + 5))r(t) = 1tess = 0.05
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) = 10/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 10/(s + 5)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 3) には、ゲイン H₁ = 1 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 = 17 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) = 7/(s + 3)H₁ = 1K = 17
p =
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) = 6/(s + 4) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.375 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 4)D = 5css ≤ 0.375
K =