1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 213/(s² + 6s + 71) 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) = 213/(s² + 6s + 71)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 2)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))%OS = 2 %
K =
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 = 50 mH、C = 10 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 50 mHC = 10 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) = 40/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 40/(s(s + 8))
PM = °
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 K = 81、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6))K = 81
m =
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(s + 5)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −5 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))
sb =
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 + 10)) 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 + 10))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 + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 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) = 4/(s + 2)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.8
Ki =
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 5(s + 3)/((s + 1)(s + 5)) である。基準入力に大きさ 2 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 5(s + 3)/((s + 1)(s + 5))R = 2
ess =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 5 が、プラント G(s) = 4/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 5G(s) = 4/(s + 2)D = 1R = 0
css =