1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 65/(s² + 12s + 65) 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) = 65/(s² + 12s + 65)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 181 Ω、L = 500 mH、C = 22 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 181 ΩL = 500 mHC = 22 µFV = 10 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 42(s + 20)/(s(s + 8)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 42(s + 20)/(s(s + 8))ω = 1 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) = 28/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 2))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 1)) は s = 4 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 1))
Kmin =
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 + 2)(s² + 6s + 25)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s² + 6s + 25))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 0.5/(1s + 1)K = 10
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) = 2/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 6 rad/sζ = 1
Kp =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 40/(s(s + 6)) 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) = 40/(s(s + 6))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 = 20 が、プラント G(s) = 9/(s + 5) 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 = 20G(s) = 9/(s + 5)D = 5R = 0
css =