1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 42/(s² + 2s + 42) 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) = 42/(s² + 2s + 42)
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) = 190/(s(s + 16)) 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) = 190/(s(s + 16))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 675/((s + 3)(s + 15)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 675/((s + 3)(s + 15))ω = 1 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) = 0.5/(s(s + 1)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 0.5/(s(s + 1))
ωc = rad/s
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 + 7)/(s(s + 1)(s + 3))、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 + 7)/(s(s + 1)(s + 3))
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 + 5)(s + 6)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 4)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 10 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 4)(s + 5))ess = 10 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/((s + 1)(s + 4)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 5 + 5/sG(s) = 4/((s + 1)(s + 4))r(t) = 5t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 4)) 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(s + 4))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 = 15 が、プラント G(s) = 8/(s + 4) 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)。 大きさ 2 の基準ステップと大きさ 1 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 15G(s) = 8/(s + 4)D = 1R = 2
css =