1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 4/(s² + 3s + 4) 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) = 4/(s² + 3s + 4)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 55 Ω、L = 100 mH、C = 47 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 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 = 55 ΩL = 100 mHC = 47 µFV = 10 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 46(s + 14)/(s(s + 16)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 46(s + 14)/(s(s + 16))ω = 4 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) = 300/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 300/(s(s + 20))
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 + 9)/(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 + 9)/(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 + 2)(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))
sb =
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) = 20(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) = 20(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
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 + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 0.5
Ki =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 1(s + 9)/((s + 2)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 1(s + 9)/((s + 2)(s + 8))R = 5
ess =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 4)、G₂ = 9/(s + 5)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、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 = 12/(s + 4)G₂ = 9/(s + 5)H₁ = 0.5H₂ = 0.5
T(0) =