1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 45/(s² + 4s + 15) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 45/(s² + 4s + 15)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 45/(s(s + 2)) 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) = 45/(s(s + 2))
ts = s
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 = 1 Ω の両端でとり、L = 1 mH、C = 0.47 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 1 ΩL = 1 mHC = 0.47 µF
f0 = Hz
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) = 48/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 48/(s(s + 8))
PM = °
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 10)/(s(s + 1)(s + 3))、K > 0 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 + 10)/(s(s + 1)(s + 3))
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(s + 3)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −3 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 + 3)(s + 8))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 5/(s(s + 2)(s + 10)) 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) = 5/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 1t
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) = 10/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 10/(s + 5)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.7
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 4/(s + 8) には、ゲイン H₁ = 3 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 20 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 4/(s + 8)H₁ = 3K = 20
p =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 38/(s(s + 6)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 38/(s(s + 6))H = 2
ωd = rad/s