1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 16/(s² + 5s + 16) 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) = 16/(s² + 5s + 16)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 19 Ω、L = 100 mH、C = 100 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 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 = 19 ΩL = 100 mHC = 100 µFV = 5 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 22 Ω, L = 4.7 mH です。1.5 kHz 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 = 22 ΩL = 4.7 mHf = 1.5 kHz
|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) = 456/(s(s + 8)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 456/(s(s + 8)(s + 10))
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 + 3)(s + 5))、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 + 3)(s + 5))
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(s + 2)(s + 6)) 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 + 6))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2.5/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 2.5/(1s + 1)K = 10
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 6)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 6))ζ = 0.6
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 34/(s + 2) を、センサのゲインが H = 0.2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 34/(s + 2)H = 0.2
τ = s
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) = 10/(s + 8) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 1.25 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 10/(s + 8)D = 5css ≤ 1.25
K =