1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 180/(s² + 5s + 90) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 180/(s² + 5s + 90)
ζ =
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 + 8)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 2 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = 44(s + 20)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 44(s + 20)/(s(s + 10))ω = 5 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) = K/(s(s + 3)(s + 6)) である。 ゲイン余裕が 4 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))GM = 4 dB
K =
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 + 5)(s + 8)) 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 + 5)(s + 8))
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 + 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) = 4·t²/2 が、G(s) = 5(s + 4)/(s²(s + 5)) 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) = 5(s + 4)/(s²(s + 5))r(t) = 4·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 10/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/((s + 1)(s + 4)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 10/sG(s) = 4/((s + 1)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12(s + 7)/((s + 1)(s + 3)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12(s + 7)/((s + 1)(s + 3))R = 1
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 11 が、プラント G(s) = 10/(s + 10) 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 10 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 11G(s) = 10/(s + 10)D = 10R = 0
css =