1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 21/(s² + 2s + 42) 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) = 21/(s² + 2s + 42)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 6)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 20 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 20 %
K =
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 = 5 Ω の両端でとり、L = 5 mH、C = 2.2 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 5 mHC = 2.2 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) = 190/(s(s + 2)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 190/(s(s + 2)(s + 10))
ω180 = rad/s
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 = 52.8、L(s) = K/(s(s + 3)(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 + 3)(s + 8))K = 52.8
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 + 5)(s² + 8s + 20)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 20))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 5(s + 4)/(s(s + 4)(s + 10)) 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) = 5(s + 4)/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 4 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(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) = 1/(s(s + 2))Kp = 4ζ = 0.9
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 10) 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 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 2/(s + 10)H = 2R = 5
css =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 48/(s(s + 8)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 48/(s(s + 8))H = 1
ωd = rad/s