1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 174/(s² + 6s + 58) 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) = 174/(s² + 6s + 58)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
R = 253 Ω、L = 200 mH、C = 2 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。 コンデンサ電圧のピーク値 vC,max を求めよ。
R = 253 ΩL = 200 mHC = 2 µFV = 10 V
vC,max = V
3.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 1 Ω の両端でとり、L = 1 mH、C = 4.7 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 1 ΩL = 1 mHC = 4.7 µF
f0 = Hz
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) = 84/(s(s + 3)(s + 5)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 84/(s(s + 3)(s + 5))
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 K = 130、L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 8))K = 130
m =
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 + 4)(s + 8)) について、閉ループ極を s = −1.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))s = −1.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 10 + 1t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4/(s(s + 2)(s + 4)) 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) = 4/(s(s + 2)(s + 4))r(t) = 10 + 1t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 10)) を制御しています。 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) = 1/(s(s + 10))K = 50
ts = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 16/(s + 10) を、センサのゲインが H = 2 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 + 10)H = 2
τ = s
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 78/(s(s + 9)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 78/(s(s + 9))H = 1
ωd = rad/s