1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 186/(s² + 9s + 93) 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) = 186/(s² + 9s + 93)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 8 kg のおもりが、ばね定数 k = 100 N/m のばねと粘性ダンパ c = 23 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 = 8 kgk = 100 N/mc = 23 N·s/mF = 25 N
tp = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 25(s + 7)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 25(s + 7)/(s(s + 11))ω = 4 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) = 1.4/(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) = 1.4/(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
図のループは負帰還で、L(s) = 396/(s(s + 3)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 396/(s(s + 3)(s + 8))
N =
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 + 4)(s + 8)) 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 + 4)(s + 8))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 2 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 4)/(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) = 4(s + 4)/(s(s + 2))r(t) = 2 + 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) = 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 = 25
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 5/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 2 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 = 14 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) = 5/(s + 2)H₁ = 2K = 14
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 11/(s + 4)、G₂ = 6/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 0.2 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 11/(s + 4)G₂ = 6/(s + 1)H₁ = 0.5H₂ = 0.2
T(0) =