1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 6.5/(s² + 2s + 13) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 6.5/(s² + 2s + 13)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 46 Ω、L = 10 mH、C = 4.7 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 46 ΩL = 10 mHC = 4.7 µFV = 10 V
tp = ms
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 = 1 nF です。80 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 1 kΩC = 1 nFf = 80 kHz
φ = °
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) = 700/(s(s + 20)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 700/(s(s + 20))
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 + 9)/(s(s + 1)(s + 2))、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 + 9)/(s(s + 1)(s + 2))
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)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 2)(s + 10))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 0.5·t²/2 が、G(s) = 5(s + 1)/(s²(s + 4)) 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) = 5(s + 1)/(s²(s + 4))r(t) = 0.5·t²/2
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 0.5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 4)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 0.5/sG(s) = 10/((s + 4)(s + 5))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 7)(s + 11)) 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 + 7)(s + 11))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 48/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 48/(s(s + 2))H = 0.5
ωd = rad/s