1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 87/(s² + 7s + 87) 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) = 87/(s² + 7s + 87)
σ =
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 + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 30 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 30 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 810/((s + 3)(s + 18)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 810/((s + 3)(s + 18))ω = 4 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) = 1400/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 1400/(s(s + 20))
PM = °
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 + 6)(s + 8)) 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 + 6)(s + 8))
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
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) の根軌跡は、s = 0 と s = −3 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 2)/(s(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) = 4(s + 2)/(s(s + 5))r(t) = 10 + 0.5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) を制御しています。 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) = 2/(s(s + 5))K = 25
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 3)(s + 6)) 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 + 3)(s + 6))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 + 8) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.075 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 8)D = 1css ≤ 0.075
K =