1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 96/(s² + 9s + 32) 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) = 96/(s² + 9s + 32)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 268 Ω、L = 50 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。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 268 ΩL = 50 mHC = 1 µFV = 10 V
vC,max = V
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 10 kΩ, C = 100 nF です。800 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 10 kΩC = 100 nFf = 800 Hz
|H| = 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) = K/(s(s + 2)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 3 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))GM = 3 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 3)) は s = 2 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 10)/((s − 2)(s + 3))
Kmin =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 5)/((s + 10)(s + 4)(s + 2)(s + 8)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 5)/((s + 10)(s + 4)(s + 2)(s + 8))
σa =
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 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4))ess = 4 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 5)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 5))K = 10
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 12/(s + 4) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 12/(s + 4)H = 2R = 24
css =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 5 が、プラント G(s) = 7/(s + 7) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 5G(s) = 7/(s + 7)D = 0.5R = 0
css =