1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 117/(s² + 2s + 39) 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) = 117/(s² + 2s + 39)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 9 Ω、L = 100 mH、C = 47 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 9 ΩL = 100 mHC = 47 µFV = 10 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 2.2 kΩ, C = 10 nF です。29 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 = 2.2 kΩC = 10 nFf = 29 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) = 76/(s(s + 2)(s + 6)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 76/(s(s + 2)(s + 6))
ω180 = 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 + 2)(s + 3)(s + 6))、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 + 2)(s + 3)(s + 6))
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(s + 10)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.4
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5/(s(s + 4)(s + 5)) 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) = 5/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5 + 0.5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 8 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.9 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 2))Kp = 8ζ = 0.9
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 10(s + 7)/((s + 2)(s + 9)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 10(s + 7)/((s + 2)(s + 9))R = 1
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 26 が、プラント G(s) = 7/(s + 6) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 5 の基準ステップと大きさ 0.5 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 26G(s) = 7/(s + 6)D = 0.5R = 5
css =