1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 7/(s² + 2s + 7) 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) = 7/(s² + 2s + 7)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 8 Ω、L = 20 mH、C = 100 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 8 ΩL = 20 mHC = 100 µFV = 5 V
%OS = %
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 5/((s + 1)(s + 5)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 5/((s + 1)(s + 5))ω = 10 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) = 2/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 2/(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
図のループは負帰還で、L(s) = 90/(s(s + 2)(s + 3)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 90/(s(s + 2)(s + 3))
N =
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 = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))s = −1.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.05 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 4))r(t) = 2tess = 0.05
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 10/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/((s + 2)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 10/sG(s) = 4/((s + 2)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 6) には、ゲイン H₁ = 1 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。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 7/(s + 6)H₁ = 1K = 13
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) = 6/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.06 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 2)D = 2css ≤ 0.06
K =