1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 148/(s² + 3s + 74) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 148/(s² + 3s + 74)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 95/(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) = 95/(s(s + 10))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 1190/((s + 5)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1190/((s + 5)(s + 14))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) = 8/(s(s + 2)(s + 3)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 8/(s(s + 2)(s + 3))
ω180 = rad/s
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 + 10)/(s(s + 3)(s + 4))、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 + 10)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
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(s + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.6
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 10 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 5))ess = 10 %
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) = 10/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 10/(s + 2)ωₙ = 10 rad/sζ = 1
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 3)(s + 9)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 3)(s + 9))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 30 が、プラント G(s) = 2/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 5 の基準ステップと大きさ 10 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 30G(s) = 2/(s + 1)D = 10R = 5
css =