1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 294/(s² + 15s + 98) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 294/(s² + 15s + 98)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 280/(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) = 280/(s(s + 16))
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 = 10 mH、C = 0.22 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 5 ΩL = 10 mHC = 0.22 µF
Q =
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) = 210/(s(s + 5)(s + 7)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 210/(s(s + 5)(s + 7))
GM = dB
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 = 120、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))K = 120
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 + 7)/(s(s + 1)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1))
si =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t に定常偏差 0.01 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 1tess = 0.01
K =
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) = 10/(s(s + 4)) 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) = 10/(s(s + 4))ζ = 0.5
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 8) 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 = 13 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) = 8/(s + 8)H₁ = 4K = 13
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 50/(s(s + 5)) を、センサのゲイン H = 1 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) = 50/(s(s + 5))H = 1
σ =