1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 128/(s² + 6s + 64) 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) = 128/(s² + 6s + 64)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 110/(s(s + 10)) 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) = 110/(s(s + 10))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 23(s + 12)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 23(s + 12)/(s(s + 3))ω = 10 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 56/(s(s + 4)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 56/(s(s + 4)(s + 10))
ω180 = rad/s
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 + 5)/((s − 1)(s + 1)) は s = 1 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 + 5)/((s − 1)(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 + 12)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 4))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) 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 0.05 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 + 1))r(t) = 5tess = 0.05
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) = 5/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 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) = 5/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.7
Kp =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 10(s + 3)/((s + 1)(s + 4)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 10(s + 3)/((s + 1)(s + 4))R = 5
ess =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))単位負帰還
Kmax =