1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 99/(s² + 3s + 33) 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) = 99/(s² + 3s + 33)
tp = s
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 245/(s(s + 10)) 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) = 245/(s(s + 10))
ts = s
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 = 470 Ω, L = 10 mH です。22 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 = 470 ΩL = 10 mHf = 22 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) = K/(s(s + 1)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 5 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))GM = 5 dB
K =
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 + 8)/(s(s + 1)(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 + 8)/(s(s + 1)(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 + 3)(s + 9)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 9))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 25 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 4))ess = 25 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 8 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 4/(s(s + 2))Kp = 8ζ = 0.6
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 2(s + 2)/((s + 3)(s + 6)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 2(s + 2)/((s + 3)(s + 6))R = 5
ess =
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 + 3) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.2333 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 7/(s + 3)D = 0.5css ≤ 0.2333
K =