1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 74/(s² + 9s + 37) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 74/(s² + 9s + 37)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 10 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 10 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 693/((s + 7)(s + 11)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 693/((s + 7)(s + 11))ω = 20 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 106/(s(s + 3)(s + 7)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 106/(s(s + 3)(s + 7))
GM = dB
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))
ω = rad/s
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 + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.5 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 19 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) = 0.5/(0.5s + 1)K = 19
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 4/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/((s + 2)(s + 4)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 5 + 4/sG(s) = 2/((s + 2)(s + 4))r(t) = 5t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 3) には、ゲイン H₁ = 2 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 = 5 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) = 2/(s + 3)H₁ = 2K = 5
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) = 5/(s + 1) 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 0.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 5/(s + 1)D = 10css ≤ 0.5
K =