1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30.5/(s² + 8s + 61) 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) = 30.5/(s² + 8s + 61)
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) = K/(s(s + 4)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 15 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 560/((s + 2)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 560/((s + 2)(s + 14))ω = 30 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = K/(s(s + 5)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))GM = 2 dB
K =
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 + 8)/((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 + 8)/((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(s + 4)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0.4
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.2 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 5tess = 0.2
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 8 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 2))Kp = 8ζ = 0.8
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 7)(s + 9)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 7)(s + 9))単位負帰還
K =
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) = 2/(s + 1) 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 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 16G(s) = 2/(s + 1)D = 1R = 0
css =