1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 66/(s² + 8s + 66) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 66/(s² + 8s + 66)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 29 Ω、L = 50 mH、C = 22 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 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 = 29 ΩL = 50 mHC = 22 µFV = 24 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 1596/((s + 12)(s + 19)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1596/((s + 12)(s + 19))ω = 20 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) = 10/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 10/(s(s + 1)(s + 4))
GM = dB
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 + 4)/((s − 1)(s + 2)) 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 + 4)/((s − 1)(s + 2))
Kmin =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 3)/((s + 6)(s + 5)(s + 2)(s + 4)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 3)/((s + 6)(s + 5)(s + 2)(s + 4))
σa =
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 + 4)(s + 5)) 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 + 4)(s + 5))ess = 4 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.6
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 3) には、ゲイン H₁ = 3 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 = 13 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 9/(s + 3)H₁ = 3K = 13
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 4)、G₂ = 7/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、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 = 12/(s + 4)G₂ = 7/(s + 6)H₁ = 2H₂ = 1
T(0) =