1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 78/(s² + 9s + 78) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 78/(s² + 9s + 78)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 115/(s(s + 5)) 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) = 115/(s(s + 5))
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 = 5 Ω の両端でとり、L = 20 mH、C = 4.7 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 20 mHC = 4.7 µF
f0 = 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) = K/(s(s + 1)(s + 6)) である。 ゲイン余裕が 8 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6))GM = 8 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 = 14、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) 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 + 4))K = 14
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 + 1)(s + 3)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 2 + 4t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5/(s(s + 10)) 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) = 5/(s(s + 10))r(t) = 2 + 4t
ess =
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
単位負帰還ループの G(s) = 14/(s(s + 7)) である。基準入力はランプ r(t) = 5·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 14/(s(s + 7))r(t) = 5·t
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 14 が、プラント G(s) = 3/(s + 7) 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 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 14G(s) = 3/(s + 7)D = 1R = 0
css =