1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 38/(s² + 4s + 38) 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) = 38/(s² + 4s + 38)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 200 Ω、L = 500 mH、C = 2 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 200 ΩL = 500 mHC = 2 µFV = 12 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 100 nF です。4.8 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 = 1 kΩC = 100 nFf = 4.8 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) = 8.5/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 8.5/(s(s + 5))
PM = °
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 + 2)(s + 5))、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 + 2)(s + 5))
Kmax =
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(s + 2)(s + 4)) 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(s + 2)(s + 4))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 0.5·t²/2 が、G(s) = 20(s + 1)/(s²(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) = 20(s + 1)/(s²(s + 5))r(t) = 0.5·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) = 5/(s(s + 2)) 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) = 5/(s(s + 2))Kp = 2ζ = 0.9
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 9(s + 1)/((s + 2)(s + 3)) 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) = 9(s + 1)/((s + 2)(s + 3))R = 5
ess =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 15/(s + 1)、G₂ = 9/(s + 1)、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 = 15/(s + 1)G₂ = 9/(s + 1)H₁ = 4H₂ = 0.2
T(0) =