1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 243/(s² + 5s + 81) 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) = 243/(s² + 5s + 81)
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 20 % で、最初のピークは t = 1.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 20 %tp = 1.5 s
ωn = rad/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 = 20 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 10 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 20 mHC = 10 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 + 8)) である。 ゲイン余裕が 4 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))GM = 4 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8)) 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(s + 1)(s + 8))
Kmax =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 3)/(s(s + 1)(s + 8)(s + 5)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 3)/(s(s + 1)(s + 8)(s + 5))
σa =
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 + 2)(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 + 2)(s + 5))ess = 5 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 8)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 8))ζ = 0.5
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 4 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 = 7 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 9/(s + 7)H₁ = 4K = 7
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 10/(s(s + 7)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 10/(s(s + 7))H = 2
ωd = rad/s