1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 35/(s² + 8s + 70) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 35/(s² + 8s + 70)
ωn = rad/s
2.ステップ応答むずかしい
R = 6 Ω、L = 20 mH、C = 100 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。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 6 ΩL = 20 mHC = 100 µFV = 10 V
vC,max = V
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 768/((s + 3)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 768/((s + 3)(s + 16))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) = 540/(s(s + 6)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 540/(s(s + 6)(s + 10))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 10)/((s − 1)(s + 5)) は s = 1 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 10)/((s − 1)(s + 5))
Kmin =
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 + 8)(s² + 8s + 17)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 8)(s² + 8s + 17))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 4/(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) = 4/(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 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 14)) 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 + 14))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 18/(s + 4)、G₂ = 10/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 1 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 = 18/(s + 4)G₂ = 10/(s + 6)H₁ = 4H₂ = 1
T(0) =