1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 58/(s² + 6s + 29) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 58/(s² + 6s + 29)
ωn = rad/s
2.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 5 % で、最初のピークは t = 1.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 5 %tp = 1.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 47 Ω, L = 22 mH です。1 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 47 ΩL = 22 mHf = 1 kHz
φ = °
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) = 12/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 12/(s(s + 2))
PM = °
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 + 10)/((s − 4)(s + 5)) は s = 4 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 + 10)/((s − 4)(s + 5))
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(s + 10)(s + 1)) 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(s + 10)(s + 1))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(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) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 10)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 10))K = 40
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 20/(s + 4) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 20/(s + 4)H = 0.5R = 1
css =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 11 が、プラント G(s) = 6/(s + 1) 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 5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 11G(s) = 6/(s + 1)D = 5R = 0
css =