1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 98/(s² + 8s + 98) 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) = 98/(s² + 8s + 98)
%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、オーバーシュートを 50 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 50 %
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 100 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 0.22 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 100 ΩL = 20 mHC = 0.22 µF
f0 = Hz
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) = 4/(s(s + 1)(s + 2)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 4/(s(s + 1)(s + 2))
GM = dB
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 + 6)(s + 8)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))
ω = rad/s
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 3)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 3))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.5 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 5tess = 0.5
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 1/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/((s + 2)(s + 4)) 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 + 1/sG(s) = 2/((s + 2)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 6/(s + 5) には、ゲイン H₁ = 0.5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 3 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 6/(s + 5)H₁ = 0.5K = 3
p =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 74/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 74/(s(s + 2))H = 1
ωd = rad/s