1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 282/(s² + 15s + 94) 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) = 282/(s² + 15s + 94)
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) = K/(s(s + 5)) 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 + 5))%OS = 20 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 2.2 kΩ, C = 10 nF です。72 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 2.2 kΩC = 10 nFf = 72 kHz
φ = °
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 + 1)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 28/(s(s + 1)(s + 10))
GM = dB
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))
ω = rad/s
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)(s + 7)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s + 7))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 2 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4/(s(s + 1)(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) = 4/(s(s + 1)(s + 10))r(t) = 2 + 5t
ess =
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) = 1/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 2)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.6
Ki =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 6/(s(s + 7)) である。基準入力はランプ r(t) = 2·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 6/(s(s + 7))r(t) = 2·t
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 11 が、プラント G(s) = 1/(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)。 R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 11G(s) = 1/(s + 1)D = 0.5R = 0
css =