1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 65/(s² + 10s + 65) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 65/(s² + 10s + 65)
tp = 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 + 2)) 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 + 2))%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 = 20 mH、C = 0.1 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 20 mHC = 0.1 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 + 8)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 10 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))GM = 10 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 + 3)(s + 6)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))
ω = rad/s
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 + 4)/(s(s + 8)(s + 6)(s + 2)) 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 + 4)/(s(s + 8)(s + 6)(s + 2))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 4t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 2)) 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) = 4(s + 2)/(s(s + 2))r(t) = 5 + 4t
ess =
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) = 4/(s(s + 6)) 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) = 4/(s(s + 6))K = 16
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 6) には、ゲイン H₁ = 1 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 = 16 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) = 4/(s + 6)H₁ = 1K = 16
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 20/(s(s + 10)) 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。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 20/(s(s + 10))H = 2
σ =