1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 38/(s² + 2s + 38) 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) = 38/(s² + 2s + 38)
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、オーバーシュートを 40 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 40 %
ζ =
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 = 10 kΩ, C = 22 nF です。140 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 10 kΩC = 22 nFf = 140 Hz
|H| = dB
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) = 138/(s(s + 6)(s + 7)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 138/(s(s + 6)(s + 7))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは K = 40、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))K = 40
m =
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 + 3)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −1 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))s = −1
K =
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) = 2t に定常偏差 0.02 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) = 2tess = 0.02
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 16
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 5)(s + 6)) 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 + 5)(s + 6))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 = 10 が、プラント G(s) = 8/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 10G(s) = 8/(s + 9)D = 10R = 0
css =