1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 46/(s² + 10s + 92) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 46/(s² + 10s + 92)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
R = 25 Ω、L = 100 mH、C = 100 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。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 25 ΩL = 100 mHC = 100 µFV = 10 V
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 47 kΩ, C = 1 nF です。850 Hz 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 = 47 kΩC = 1 nFf = 850 Hz
|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 + 2)) 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 + 2))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 + 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
ループ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) 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 + 4))s = −0.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 3t が、G(s) = 4/(s(s + 4)(s + 10)) 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 + 4)(s + 10))r(t) = 3t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 40 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 8)) 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) = 10/(s(s + 8))K = 40
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 2 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 16 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 8/(s + 4)H₁ = 2K = 16
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 16/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 0.5 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 16/(s(s + 2))H = 0.5
σ =