1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 33/(s² + 2s + 33) 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) = 33/(s² + 2s + 33)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 40 % で、最初のピークは t = 1.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 40 %tp = 1.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 6(s + 16)/(s(s + 2)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 6(s + 16)/(s(s + 2))ω = 1 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 5.5/(s(s + 1)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 5.5/(s(s + 1))
ωc = 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 = 90、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) 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 + 4)(s + 5))K = 90
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 + 9)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 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。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 4))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 10t 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 + 5))r(t) = 10tess = 0.01
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 0.5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 1)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 5 + 0.5/sG(s) = 10/((s + 1)(s + 5))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 2 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 13 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 7/(s + 4)H₁ = 2K = 13
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 22 が、プラント G(s) = 9/(s + 7) 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)。 R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 22G(s) = 9/(s + 7)D = 10R = 0
css =