1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 192/(s² + 2s + 64) 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) = 192/(s² + 2s + 64)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 21(s + 9)/(s(s + 16)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 21(s + 9)/(s(s + 16))ω = 10 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 386/(s(s + 6)(s + 7)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 386/(s(s + 6)(s + 7))
ω180 = rad/s
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 + 2)(s + 5)) 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(s + 2)(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
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −2 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))s = −2
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 4 %
K =
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) = 10/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 2))ζ = 0.707
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 5) には、ゲイン H₁ = 5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 15 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 7/(s + 5)H₁ = 5K = 15
p =
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) = 2/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.2 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 2/(s + 1)D = 0.5css ≤ 0.2
K =