1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 61/(s² + 11s + 61) 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) = 61/(s² + 11s + 61)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 100/(s(s + 2)) 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) = 100/(s(s + 2))
ts = s
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 = 100 mH、C = 1 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 100 ΩL = 100 mHC = 1 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) = 256/(s(s + 6)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 256/(s(s + 6)(s + 9))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 105/(s(s + 2)(s + 5)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 105/(s(s + 2)(s + 5))
N =
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)(s + 5)(s + 6)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 2 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 2 %
K =
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 + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 0.7 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 + 5)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.7
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 5) には、ゲイン H₁ = 3 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 = 12 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) = 10/(s + 5)H₁ = 3K = 12
p =
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 + 8) 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 0.2 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 8/(s + 8)D = 1css ≤ 0.2
K =