1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 80/(s² + 10s + 80) 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) = 80/(s² + 10s + 80)
ωn = rad/s
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 5 kg のおもりが、ばね定数 k = 500 N/m のばねと粘性ダンパ c = 15 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 100 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 5 kgk = 500 N/mc = 15 N·s/mF = 100 N
tp = 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 = 1 kΩ, C = 22 nF です。14 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 = 1 kΩC = 22 nFf = 14 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) = 50/(s(s + 2)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 50/(s(s + 2)(s + 8))
GM = dB
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 12/(s(s + 1)(s + 2)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 12/(s(s + 1)(s + 2))
N =
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 + 6)(s² + 8s + 17)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 6)(s² + 8s + 17))
θd = °
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) = 10t に定常偏差 0.2 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) = 10tess = 0.2
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 1/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/((s + 2)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 1/sG(s) = 5/((s + 2)(s + 10))r(t) = 5t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 16/(s + 2) を、センサのゲインが H = 0.1 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) = 16/(s + 2)H = 0.1
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 2/(s + 3)、G₂ = 8/(s + 7)、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 = 2/(s + 3)G₂ = 8/(s + 7)H₁ = 0.5H₂ = 0.25
T(0) =