1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 282/(s² + 12s + 94) 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) = 282/(s² + 12s + 94)
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 + 6)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 5 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 14(s + 1)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 14(s + 1)/(s(s + 10))ω = 3 rad/s
∠G(jω) = °
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 + 3)(s + 5)) である。 ゲイン余裕が 6 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))GM = 6 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 11)/(s(s + 1)(s + 4))、K > 0 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 + 11)/(s(s + 1)(s + 4))
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(s + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.4
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 2/(s(s + 4)(s + 5)) 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) = 2/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 0.5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.8
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 2) 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 = 14 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) = 10/(s + 2)H₁ = 4K = 14
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 4/(s + 6) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.03333 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 4/(s + 6)D = 5css ≤ 0.03333
K =