1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 39/(s² + 14s + 78) 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) = 39/(s² + 14s + 78)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 146 Ω、L = 100 mH、C = 4.7 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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 = 146 ΩL = 100 mHC = 4.7 µFV = 12 V
ωn = rad/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 = 100 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 0.1 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 100 ΩL = 100 mHC = 0.1 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) = 80/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 80/(s(s + 5))
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 + 8)(s + 10)) 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 + 8)(s + 10))
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
ループ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) について、閉ループ極を s = −1 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))s = −1
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 10/(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) = 10/(s(s + 1))r(t) = 5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 6)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 6))K = 20
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 23/(s + 7) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 23/(s + 7)H = 2
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 13/(s + 4)、G₂ = 2/(s + 7)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.25 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 13/(s + 4)G₂ = 2/(s + 7)H₁ = 4H₂ = 0.25
T(0) =