1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 174/(s² + 7s + 87) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 174/(s² + 7s + 87)
tp = 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 + 8)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 2 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 47 Ω, L = 22 mH です。170 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 47 ΩL = 22 mHf = 170 Hz
|H| = 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) = 0.2/(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) = 0.2/(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
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) 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 + 2)(s + 3))
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 + 3)(s + 4)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 50/(s(s + 1)(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) = 50/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 8))K = 25
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 8) には、ゲイン H₁ = 5 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 = 16 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) = 8/(s + 8)H₁ = 5K = 16
T(0) =
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 + 7) 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 0.01786 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 5/(s + 7)D = 0.5css ≤ 0.01786
K =