1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 71/(s² + 6s + 71) 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) = 71/(s² + 6s + 71)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 20 Ω、L = 50 mH、C = 47 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 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 = 20 ΩL = 50 mHC = 47 µFV = 24 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 1000 Ω, L = 2.2 mH です。290 kHz 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 = 1000 ΩL = 2.2 mHf = 290 kHz
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) = 13.6/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 13.6/(s(s + 4))
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 K = 4.2、L(s) = K/(s(s + 1)(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 + 1)(s + 6))K = 4.2
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(s + 10)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.707 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.707
K =
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 + 1)(s + 4)) 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 + 1)(s + 4))ess = 20 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) を制御しています。 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) = 2/(s(s + 5))K = 25
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 19)) 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 + 19))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 9/(s + 3)、G₂ = 5/(s + 5)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.25 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 + 5)H₁ = 1H₂ = 0.25
T(0) =