1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 23/(s² + 2s + 23) 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) = 23/(s² + 2s + 23)
σ =
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 5 % で、最初のピークは t = 0.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 5 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 720/((s + 8)(s + 18)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 720/((s + 8)(s + 18))ω = 3 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) = K/(s(s + 3)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 4 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 7))GM = 4 dB
K =
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 = 65、L(s) = K/(s(s + 5)(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 + 5)(s + 8))K = 65
m =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 8)(s + 10)(s + 5)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 8)(s + 10)(s + 5))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 2/(s(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) = 2/(s(s + 4))r(t) = 0.5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 10)) を制御しています。 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) = 5/(s(s + 10))K = 50
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 4) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 2 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 8/(s + 4)H = 0.5R = 2
css =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 5)(s + 10))単位負帰還
Kmax =