1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 42/(s² + 12s + 84) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 42/(s² + 12s + 84)
tp = s
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 15 % で、最初のピークは t = 0.1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 15 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 24(s + 13)/(s(s + 18)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 24(s + 13)/(s(s + 18))ω = 3 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) = 238/(s(s + 5)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 238/(s(s + 5)(s + 10))
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 + 7)/(s(s + 1)(s + 3))、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 + 7)/(s(s + 1)(s + 3))
Kmax =
6.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) について、閉ループ極を s = −0.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))s = −0.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 1 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 0.5/(1s + 1)K = 1
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 0.5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 2)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 0.5/sG(s) = 20/((s + 2)(s + 10))r(t) = 2t
ess =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 1) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 8/(s + 1)H = 0.1R = 24
css =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 12/(s + 5)、G₂ = 8/(s + 2)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 1 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 = 12/(s + 5)G₂ = 8/(s + 2)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =