1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 23.5/(s² + 6s + 47) 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) = 23.5/(s² + 6s + 47)
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) = 260/(s(s + 16)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 260/(s(s + 16))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 470 Ω, L = 100 mH です。370 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 = 470 ΩL = 100 mHf = 370 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) = K/(s(s + 1)(s + 5)) である。 ゲイン余裕が 3 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))GM = 3 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) 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 + 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 + 3)/(s(s + 2)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 3)/(s(s + 2))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 10·t²/2 が、G(s) = 20(s + 4)/(s²(s + 1)) 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) = 20(s + 4)/(s²(s + 1))r(t) = 10·t²/2
ess =
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 + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.8 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 + 2)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.8
Kp =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 3(s + 1)/((s + 3)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 3(s + 1)/((s + 3)(s + 6))R = 10
ess =
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 + 10) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.008 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 8/(s + 10)D = 1css ≤ 0.008
K =