1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 132/(s² + 11s + 66) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 132/(s² + 11s + 66)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 12 % で、最初のピークは t = 0.8 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 12 %tp = 0.8 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 10 nF です。3.2 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 = 1 kΩC = 10 nFf = 3.2 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) = K/(s(s + 5)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 15 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 9))GM = 15 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 540/(s(s + 4)(s + 5)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 540/(s(s + 4)(s + 5))
N =
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 + 2)(s² + 8s + 32)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s² + 8s + 32))
θd = °
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 + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 25 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 25 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/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) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.7
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 39/(s + 1) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 39/(s + 1)H = 0.5
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) = 3/(s + 5) 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 0.06 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 3/(s + 5)D = 5css ≤ 0.06
K =