1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 34/(s² + 3s + 68) 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) = 34/(s² + 3s + 68)
ωn = rad/s
2.ステップ応答むずかしい
R = 358 Ω、L = 200 mH、C = 1 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 358 ΩL = 200 mHC = 1 µFV = 12 V
vC,max = V
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 22 kΩ, C = 100 nF です。140 Hz 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 = 22 kΩC = 100 nFf = 140 Hz
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) = 90/(s(s + 4)(s + 5)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 90/(s(s + 4)(s + 5))
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 = 82.5、L(s) = K/(s(s + 5)(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 + 5)(s + 6))K = 82.5
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 + 5)/(s(s + 2)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。合流点 si を求めなさい。
L(s) = K(s + 5)/(s(s + 2))
si =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 2)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.01 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 2tess = 0.01
K =
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 + 2)) 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 + 2))K = 40
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 6)(s + 9)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 6)(s + 9))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 1)(s + 6)) 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 + 1)(s + 6))単位負帰還
ω = rad/s