1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 24/(s² + 5s + 12) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 24/(s² + 5s + 12)
ωn = rad/s
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 + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 5 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 672/((s + 3)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 672/((s + 3)(s + 16))ω = 20 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) = 8/(s(s + 1)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 8/(s(s + 1))
ωc = 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 + 9)/(s(s + 1)(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 + 9)/(s(s + 1)(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
L(s) = K(s + 14)/(s(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 14)/(s(s + 8))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 4/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 19 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) = 4/(10s + 1)K = 19
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 2/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/((s + 4)(s + 10)) 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 + 2/sG(s) = 5/((s + 4)(s + 10))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) = 11(s + 9)/((s + 2)(s + 8)) 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) = 11(s + 9)/((s + 2)(s + 8))R = 1
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 12 が、プラント G(s) = 1/(s + 2) 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 5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 12G(s) = 1/(s + 2)D = 5R = 0
css =