1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 88/(s² + 3s + 44) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 88/(s² + 3s + 44)
ζ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 150/(s(s + 8)) 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) = 150/(s(s + 8))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 50(s + 5)/(s(s + 6)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 50(s + 5)/(s(s + 6))ω = 15 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) = 472/(s(s + 7)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 472/(s(s + 7)(s + 8))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))
ω = rad/s
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 + 3)/(s(s + 1)(s + 10)(s + 5)) 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 + 3)/(s(s + 1)(s + 10)(s + 5))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 2(s + 4)/(s(s + 1)(s + 2)) 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) = 2(s + 4)/(s(s + 1)(s + 2))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 + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 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) = 10/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.6
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 8) には、ゲイン H₁ = 1 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 = 15 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) = 7/(s + 8)H₁ = 1K = 15
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 6/(s + 10) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.12 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 6/(s + 10)D = 1css ≤ 0.12
K =