1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 95/(s² + 8s + 95) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 95/(s² + 8s + 95)
%OS = %
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 5 % で、最初のピークは t = 2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 5 %tp = 2 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 22 Ω, L = 100 mH です。350 Hz 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 = 100 mHf = 350 Hz
|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) = 88/(s(s + 1)(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) = 88/(s(s + 1)(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
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)) 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 + 5)(s + 6))
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 + 5)/(s(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −3 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 + 5)/(s(s + 3))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 1·t²/2 が、G(s) = 10(s + 5)/(s²(s + 4)) 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) = 10(s + 5)/(s²(s + 4))r(t) = 1·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 5)(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) = 5 + 5/sG(s) = 20/((s + 5)(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) = 42/(s(s + 4)) である。基準入力はランプ r(t) = 2·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 42/(s(s + 4))r(t) = 2·t
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 21 が、プラント G(s) = 2/(s + 8) 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)。 大きさ 10 の基準ステップと大きさ 0.5 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 21G(s) = 2/(s + 8)D = 0.5R = 10
css =