1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 90/(s² + 5s + 45) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 90/(s² + 5s + 45)
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 2 % 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 = 2 %tp = 1.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 10 kΩ, C = 2.2 nF です。72 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 = 10 kΩC = 2.2 nFf = 72 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) = 32/(s(s + 3)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 32/(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
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))、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 + 1)(s + 4)(s + 5))
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 + 14)/(s(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 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 + 14)/(s(s + 8))
si =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5(s + 1)/(s(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) = 5(s + 1)/(s(s + 4))r(t) = 5 + 0.5t
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) = 5/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 rad/s、ζ = 0.6 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 4) 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 = 12 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 10/(s + 4)H₁ = 3K = 12
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 19/(s + 4)、G₂ = 10/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 0.25 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 19/(s + 4)G₂ = 10/(s + 3)H₁ = 0.5H₂ = 0.25
T(0) =