1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 47.5/(s² + 12s + 95) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 47.5/(s² + 12s + 95)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 5 kg のおもりが、ばね定数 k = 200 N/m のばねと粘性ダンパ c = 6 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 50 N を突然加える。 最大変位 xmax を mm で求めよ。
m = 5 kgk = 200 N/mc = 6 N·s/mF = 50 N
xmax = mm
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 16(s + 5)/(s(s + 15)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 16(s + 5)/(s(s + 15))ω = 10 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) = 120/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 120/(s(s + 4))
ωc = rad/s
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 + 4)(s + 8)) 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(s + 4)(s + 8))
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 + 11)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 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 + 11)/(s(s + 4))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 50/(s(s + 1)(s + 10)) 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) = 50/(s(s + 1)(s + 10))r(t) = 10 + 1t
ess =
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) = 4/(s(s + 4)) 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) = 4/(s(s + 4))K = 5
tp = s
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 9(s + 2)/((s + 1)(s + 5)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 9(s + 2)/((s + 1)(s + 5))R = 2
ess =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))単位負帰還
Kmax =