1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 158/(s² + 7s + 79) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 158/(s² + 7s + 79)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 200/(s(s + 8)) 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) = 200/(s(s + 8))
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 = 5 Ω の両端でとり、L = 2 mH、C = 2.2 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 2 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) = 50/(s(s + 5)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 50/(s(s + 5))
ωc = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 5/(s(s + 4)(s + 6)) 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) = 5/(s(s + 4)(s + 6))
N =
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 + 6)(s + 5)(s + 2)(s + 8)) 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 + 6)(s + 5)(s + 2)(s + 8))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 10·t²/2 が、G(s) = 20(s + 3)/(s²(s + 10)) 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) = 20(s + 3)/(s²(s + 10))r(t) = 10·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 2 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.9 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 1))Kp = 2ζ = 0.9
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 2 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 = 9 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) = 7/(s + 7)H₁ = 2K = 9
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 8))単位負帰還
ω = rad/s