1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 27/(s² + 10s + 54) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 27/(s² + 10s + 54)
ωn = rad/s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 10)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 2 %
K =
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 = 1 mH、C = 0.22 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 1 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) = 10/(s(s + 1)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 10/(s(s + 1)(s + 9))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6)) 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 + 6))
Kmax =
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 + 2)(s² + 2s + 5)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s² + 2s + 5))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 10t に定常偏差 0.1 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 10tess = 0.1
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 8)) を制御しています。 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) = 2/(s(s + 8))K = 40
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 8) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 12 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 10/(s + 8)H = 0.1R = 12
css =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 14/(s + 4)、G₂ = 5/(s + 2)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 1、外側の負帰還 H₂ = 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 = 14/(s + 4)G₂ = 5/(s + 2)H₁ = 1H₂ = 1
T(0) =