1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 67/(s² + 10s + 67) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 67/(s² + 10s + 67)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 18 Ω、L = 50 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 18 ΩL = 50 mHC = 100 µFV = 5 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 40/((s + 1)(s + 5)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 40/((s + 1)(s + 5))ω = 2 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) = K/(s(s + 6)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 12 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 7))GM = 12 dB
K =
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 + 2)(s + 4))、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 + 2)(s + 4))
Kmax =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)) について、閉ループ極を s = −1 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))s = −1
K =
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 + 2)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 10 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2))ess = 10 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 5 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 6)) 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 + 6))K = 5
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 11)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 11))単位負帰還
K =
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) = 8/(s + 2) 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 2 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 8/(s + 2)D = 5css ≤ 2
K =