1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 33/(s² + 9s + 33) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 33/(s² + 9s + 33)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 89 Ω、L = 100 mH、C = 2 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 89 ΩL = 100 mHC = 2 µFV = 12 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 45(s + 16)/(s(s + 2)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 45(s + 16)/(s(s + 2))ω = 3 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) = 80/(s(s + 10)) 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 + 10))
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 K = 22、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))K = 22
m =
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 + 3)(s + 4)(s + 5)) 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 + 3)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 10/(s(s + 1)) 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) = 10/(s(s + 1))r(t) = 1 + 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 10)) 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) = 5/(s(s + 10))K = 8
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 40/(s + 2) を、センサのゲインが H = 2 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) = 40/(s + 2)H = 2
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 56/(s(s + 4)) 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) = 56/(s(s + 4))H = 1
ωd = rad/s