1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 13/(s² + 5s + 13) 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) = 13/(s² + 5s + 13)
ts = s
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 50 % で、最初のピークは t = 0.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 50 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 12(s + 11)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 12(s + 11)/(s(s + 10))ω = 30 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) = 376/(s(s + 5)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 376/(s(s + 5)(s + 10))
GM = dB
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 K = 54、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))K = 54
m =
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 + 2)(s + 4)(s + 6)) 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 + 2)(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 1·t²/2 が、G(s) = 10(s + 4)/(s²(s + 1)) 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) = 10(s + 4)/(s²(s + 1))r(t) = 1·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 8)) 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) = 10/(s(s + 8))K = 4
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 5) には、ゲイン H₁ = 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 = 19 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 9/(s + 5)H₁ = 5K = 19
T(0) =
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) = 7/(s + 6) 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 2.333 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 6)D = 10css ≤ 2.333
K =