1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 108/(s² + 5s + 36) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 108/(s² + 5s + 36)
σ =
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、オーバーシュートを 40 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 40 %
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 2964/((s + 13)(s + 19)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 2964/((s + 13)(s + 19))ω = 30 rad/s
|G(jω)| = 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) = 6.4/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 6.4/(s(s + 4))
ωc = 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 + 11)/(s(s + 2)(s + 4))、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 + 11)/(s(s + 2)(s + 4))
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 + 10)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.707 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 10))ζ = 0.707
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.1 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 + 5))r(t) = 5tess = 0.1
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) 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) = 2/(s(s + 5))K = 20
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 34/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 34/(s + 7)H = 0.25
τ = s
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) = 7/(s + 4) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.175 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 4)D = 10css ≤ 0.175
K =