1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 42/(s² + 8s + 84) 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) = 42/(s² + 8s + 84)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 270/(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) = 270/(s(s + 10))
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 = 10 Ω の両端でとり、L = 10 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 10 ΩL = 10 mHC = 10 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) = K/(s(s + 1)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 3 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))GM = 3 dB
K =
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 K = 67.2、L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))K = 67.2
m =
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 + 10)/(s(s + 6)) の根軌跡は、s = 0 と s = −6 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。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 6))
si =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) 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 0.01 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 + 4))r(t) = 5tess = 0.01
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 2 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 4))K = 2
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 23/(s + 4) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 2 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 23/(s + 4)H = 0.25R = 2
css =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 60/(s(s + 9)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 60/(s(s + 9))H = 0.5
σ =