1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 124/(s² + 2s + 62) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 124/(s² + 2s + 62)
ζ =
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 10 % で、最初のピークは t = 1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 10 %tp = 1 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 45(s + 4)/(s(s + 5)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 45(s + 4)/(s(s + 5))ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 58/(s(s + 3)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 58/(s(s + 3)(s + 9))
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 K = 24、L(s) = K/(s(s + 2)(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 + 2)(s + 6))K = 24
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 + 2)(s² + 2s + 5)) 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 + 2)(s² + 2s + 5))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 4(s + 4)/(s(s + 5)) 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) = 4(s + 4)/(s(s + 5))r(t) = 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 10)) を制御しています。 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) = 10/(s(s + 10))K = 4
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 38/(s + 9) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 38/(s + 9)H = 0.5
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 4)(s + 7)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/(s(s + 4)(s + 7))単位負帰還
ω = rad/s