1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 39.5/(s² + 5s + 79) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 39.5/(s² + 5s + 79)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 125/(s(s + 4)) 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) = 125/(s(s + 4))
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 = 20 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 0.47 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 20 mHC = 0.47 µF
Q =
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) = 28/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 2))
PM = °
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 = 2.4、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)) 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 + 1)(s + 3))K = 2.4
m =
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 + 3)(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 + 3)(s + 6))s = −2
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 20(s + 4)/(s(s + 5)(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) = 20(s + 4)/(s(s + 5)(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) = 5 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(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) = 4/(s(s + 2))Kp = 5ζ = 0.9
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 27/(s + 6) 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 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 27/(s + 6)H = 0.25R = 5
css =
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) = 5/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 5/(s + 1)D = 5css ≤ 0.5
K =