1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 75/(s² + 8s + 75) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 75/(s² + 8s + 75)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 206 Ω、L = 200 mH、C = 4.7 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 206 ΩL = 200 mHC = 4.7 µFV = 10 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 912/((s + 16)(s + 19)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 912/((s + 16)(s + 19))ω = 10 rad/s
|G(jω)| = 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) = 22/(s(s + 3)(s + 5)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 22/(s(s + 3)(s + 5))
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 + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))
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)(s + 4)) 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 + 2)(s + 4))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 1)/(s(s + 1)) 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 + 1)/(s(s + 1))r(t) = 1 + 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) = 1/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 2)ωₙ = 2 rad/sζ = 1
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 6)(s + 12)) 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 + 6)(s + 12))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 が、プラント G(s) = 6/(s + 3) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 4 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 3)D = 10css ≤ 4
K =