1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 31/(s² + 7s + 62) 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) = 31/(s² + 7s + 62)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 4 kg のおもりが、ばね定数 k = 100 N/m のばねと粘性ダンパ c = 6 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 10 N を突然加える。 最大変位 xmax を mm で求めよ。
m = 4 kgk = 100 N/mc = 6 N·s/mF = 10 N
xmax = mm
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 1 kΩ, C = 4.7 nF です。100 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 1 kΩC = 4.7 nFf = 100 kHz
|H| = 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) = 680/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 680/(s(s + 8))
PM = °
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 + 1)(s + 3)(s + 5))、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 + 1)(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(s + 2)) 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 + 2))ζ = 0.4
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 20 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 0.5/(0.5s + 1)K = 20
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 5)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 4/(s(s + 5))K = 8
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 2)) 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 + 2))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 8))単位負帰還
ω = rad/s