1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 219/(s² + 13s + 73) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 219/(s² + 13s + 73)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 126 Ω、L = 100 mH、C = 1 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 10 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 126 ΩL = 100 mHC = 1 µFV = 10 V
%OS = %
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 220 Ω, L = 22 mH です。3.2 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 220 ΩL = 22 mHf = 3.2 kHz
|H| = dB
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) = 308/(s(s + 8)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 308/(s(s + 8)(s + 9))
ω180 = rad/s
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 + 6))、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 + 6))
Kmax =
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 + 10)(s + 2)(s + 4)) 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 + 10)(s + 2)(s + 4))
σa =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 50/(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) = 50/(s(s + 5))r(t) = 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) = 4/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 0.7 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.7
Kp =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 4 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 = 18 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) = 10/(s + 2)H₁ = 4K = 18
p =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) 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 + 10))単位負帰還
ω = rad/s