1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 65/(s² + 4s + 65) 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) = 65/(s² + 4s + 65)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 20 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 20 %
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 10 Ω の両端でとり、L = 5 mH、C = 0.22 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 10 ΩL = 5 mHC = 0.22 µF
BW = Hz
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) = K/(s(s + 2)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 20 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 7))GM = 20 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 2/(s(s + 2)(s + 10)) 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) = 2/(s(s + 2)(s + 10))
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 + 1)(s + 3)(s + 4)) 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 + 1)(s + 3)(s + 4))
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) = 2/(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) = 2/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 1t
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) = 4/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 6 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 2)ωₙ = 6 rad/sζ = 0.7
Ki =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 7(s + 2)/((s + 4)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 10 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 7(s + 2)/((s + 4)(s + 8))R = 10
ess =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 6))単位負帰還
ω = rad/s