1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 74/(s² + 9s + 37) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 74/(s² + 9s + 37)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 60/(s(s + 12)) 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) = 60/(s(s + 12))
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 = 50 mH、C = 2.2 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 100 ΩL = 50 mHC = 2.2 µF
BW = 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) = 11/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 11/(s(s + 2))
ωc = 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 K = 28、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))K = 28
m =
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 + 1)(s + 3)(s + 5)) 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 + 1)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 1)(s + 2)) 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) = 50(s + 2)/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 10 + 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 5 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 5
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 24/(s + 7) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 24/(s + 7)H = 2
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 16 が、プラント G(s) = 5/(s + 9) 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 2 の基準ステップと大きさ 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 = 16G(s) = 5/(s + 9)D = 5R = 2
css =