1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 34/(s² + 9s + 68) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 34/(s² + 9s + 68)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 265/(s(s + 6)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 265/(s(s + 6))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 224/((s + 1)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 224/((s + 1)(s + 16))ω = 30 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) = 3.9/(s(s + 1)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 3.9/(s(s + 1))
ωc = 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 + 5)/((s − 3)(s + 1)) は s = 3 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 + 5)/((s − 3)(s + 1))
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 + 6)(s² + 4s + 8)) 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 + 6)(s² + 4s + 8))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 1·t²/2 が、G(s) = 2(s + 5)/(s²(s + 4)) 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 + 5)/(s²(s + 4))r(t) = 1·t²/2
ess =
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) = 1/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 8 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.8
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 14/(s + 5) を、センサのゲインが H = 0.2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 1 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 14/(s + 5)H = 0.2R = 1
css =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 40/(s(s + 7)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 40/(s(s + 7))H = 1
ωd = rad/s