1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 48/(s² + 7s + 48) 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) = 48/(s² + 7s + 48)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 0.5 kg のおもりが、ばね定数 k = 800 N/m のばねと粘性ダンパ c = 6 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 25 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 0.5 kgk = 800 N/mc = 6 N·s/mF = 25 N
tp = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 8(s + 10)/(s(s + 12)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 8(s + 10)/(s(s + 12))ω = 0.5 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 574/(s(s + 8)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 574/(s(s + 8)(s + 10))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 3)) は s = 4 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 3))
Kmin =
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(s + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 4t が、G(s) = 4/(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) = 4/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 4t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K 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 = 0.5 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 2))ζ = 0.5
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 10) 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 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 8/(s + 10)H = 0.25R = 24
css =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) 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 + 2)(s + 3))単位負帰還
Kmax =