1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 84/(s² + 7s + 84) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 84/(s² + 7s + 84)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 42 Ω、L = 500 mH、C = 100 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 42 ΩL = 500 mHC = 100 µFV = 12 V
%OS = %
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 96/((s + 1)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 96/((s + 1)(s + 16))ω = 4 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) = 27.5/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 27.5/(s(s + 5))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) 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(s + 1)(s + 8))
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 + 5)/((s + 6)(s + 1)(s + 3)) 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 + 5)/((s + 6)(s + 1)(s + 3))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 1 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 0.5/(0.5s + 1)K = 1
ess = %
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 = 0.9 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 2))Kp = 8ζ = 0.9
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 34/(s + 3) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 12 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 34/(s + 3)H = 2R = 12
css =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 6/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.1333 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 9)D = 1css ≤ 0.1333
K =