1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 78/(s² + 6s + 78) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 78/(s² + 6s + 78)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 170/(s(s + 16)) 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) = 170/(s(s + 16))
ts = s
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 = 2 mH、C = 0.47 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 10 ΩL = 2 mHC = 0.47 µF
Q =
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 5 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 7))GM = 5 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 K = 52、L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8)) 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 + 5)(s + 8))K = 52
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(s + 8)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.6
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 4)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 5 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 4)(s + 5))ess = 5 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 10 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 3)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 3))Kp = 10ζ = 0.5
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 5) には、ゲイン H₁ = 5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 14 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 7/(s + 5)H₁ = 5K = 14
p =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 3)、G₂ = 3/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 0.1 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 12/(s + 3)G₂ = 3/(s + 1)H₁ = 1H₂ = 0.1
T(0) =