1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 57/(s² + 5s + 19) 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) = 57/(s² + 5s + 19)
σ =
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、オーバーシュートは 12 % で、最初のピークは t = 2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 12 %tp = 2 s
ωn = rad/s
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 = 22 kΩ, C = 47 nF です。770 Hz 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 = 22 kΩC = 47 nFf = 770 Hz
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) = K/(s(s + 6)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 8 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))GM = 8 dB
K =
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 + 1)(s + 4)(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 + 1)(s + 4)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) について、閉ループ極を s = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))s = −0.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 3t が、G(s) = 5/(s(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 + 5))r(t) = 3t
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 + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 3 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 2)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.8
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 6)(s + 7)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 6)(s + 7))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 4/(s + 3) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.2667 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 4/(s + 3)D = 10css ≤ 0.2667
K =