1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 13.5/(s² + 2s + 27) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 13.5/(s² + 2s + 27)
ωn = rad/s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 300/(s(s + 20)) 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) = 300/(s(s + 20))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 470 Ω, L = 4.7 mH です。4 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 = 470 ΩL = 4.7 mHf = 4 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) = 120/(s(s + 4)(s + 6)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 120/(s(s + 4)(s + 6))
GM = dB
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 60/(s(s + 1)(s + 4)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 60/(s(s + 1)(s + 4))
N =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) について、閉ループ極を s = −2 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))s = −2
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 4(s + 5)/(s²(s + 4)) 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) = 4(s + 5)/(s²(s + 4))r(t) = 2·t²/2
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) = 10/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 1))Kp = 8ζ = 0.5
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 12/(s(s + 5)) である。基準入力はランプ r(t) = 1·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 12/(s(s + 5))r(t) = 1·t
ess =
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) = 10/(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 0.01111 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 10/(s + 9)D = 1css ≤ 0.01111
K =