1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 42/(s² + 9s + 84) 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) = 42/(s² + 9s + 84)
ts = s
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、オーバーシュートを 4.3 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 4.3 %
ζ =
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 = 4.7 kΩ, C = 47 nF です。2.9 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 = 4.7 kΩC = 47 nFf = 2.9 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) = K/(s(s + 1)(s + 2)) である。 ゲイン余裕が 6 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))GM = 6 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 = 384、L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)) 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 + 6)(s + 10))K = 384
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 + 2)(s² + 6s + 18)) 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 + 2)(s² + 6s + 18))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 2)) 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 + 1)/(s(s + 2))r(t) = 10 + 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 5 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 8))K = 5
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 4) を、センサのゲインが H = 0.2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 3/(s + 4)H = 0.2
τ = s
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) = 10/(s + 8) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.0125 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 10/(s + 8)D = 0.5css ≤ 0.0125
K =