1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 39.5/(s² + 12s + 79) で、単位ステップ入力を受ける。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 39.5/(s² + 12s + 79)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 707 Ω、L = 500 mH、C = 1 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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 = 707 ΩL = 500 mHC = 1 µFV = 12 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 20 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 0.47 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 100 mHC = 0.47 µF
Q =
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) = 9/(s(s + 5)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 9/(s(s + 5))
ωc = 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 + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))
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 + 1)(s + 5)(s + 6)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 3t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2(s + 1)/(s(s + 1)) 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) = 2(s + 1)/(s(s + 1))r(t) = 10 + 3t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 2/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 1)(s + 4)) 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 + 2/sG(s) = 10/((s + 1)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 17/(s + 10) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 17/(s + 10)H = 0.25
τ = s
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) = 5/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.1111 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 5/(s + 9)D = 1css ≤ 0.1111
K =