1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 12.5/(s² + 8s + 25) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 12.5/(s² + 8s + 25)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 230/(s(s + 5)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 230/(s(s + 5))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 768/((s + 3)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 768/((s + 3)(s + 16))ω = 8 rad/s
|G(jω)| = 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) = 80/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 80/(s(s + 4))
ωc = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2)(s + 3))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K(s + 9)/(s(s + 2)(s + 3))
Kmax =
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 + 6)/(s(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −3 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 6)/(s(s + 3))
si =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(5s + 1) を、比例ゲイン K = 1 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 2/(5s + 1)K = 1
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) = 2/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 8 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 1
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 9) を、センサのゲインが H = 0.25 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) = 7/(s + 9)H = 0.25
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 34/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 34/(s(s + 2))H = 1
ωd = rad/s