1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 4s + 15) 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) = 30/(s² + 4s + 15)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 424 Ω、L = 500 mH、C = 1 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。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 424 ΩL = 500 mHC = 1 µFV = 10 V
ωn = rad/s
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 = 20 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 4.7 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 100 mHC = 4.7 µF
Q =
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) = 4/(s(s + 1)(s + 2)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 2))
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 + 1)(s + 2)(s + 3))、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 + 1)(s + 2)(s + 3))
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 + 5)(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 + 1)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 9 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 2/(1s + 1)K = 9
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 20 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 2))Kp = 20ζ = 0.707
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 3)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 3))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2)(s + 4))単位負帰還
ω = rad/s