1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 114/(s² + 6s + 57) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 114/(s² + 6s + 57)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 114 Ω、L = 200 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 = 114 ΩL = 200 mHC = 22 µFV = 10 V
ωn = rad/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 = 4.7 mH です。32 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 470 ΩL = 4.7 mHf = 32 kHz
φ = °
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) = 68/(s(s + 3)(s + 5)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 68/(s(s + 3)(s + 5))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 4))、K > 0 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 + 1)(s + 3)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))s = −2.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 4)(s + 5)) 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 + 4)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 10)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 10))K = 40
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 1/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 4 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 = 20 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 1/(s + 1)H₁ = 4K = 20
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 7/(s + 3)、G₂ = 8/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.2 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 7/(s + 3)G₂ = 8/(s + 7)H₁ = 4H₂ = 0.2
T(0) =