1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 162/(s² + 9s + 54) 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) = 162/(s² + 9s + 54)
σ =
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 25 % で、最初のピークは t = 0.5 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 25 %tp = 0.5 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 38(s + 11)/(s(s + 18)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 38(s + 11)/(s(s + 18))ω = 10 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) = 46/(s(s + 1)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 46/(s(s + 1)(s + 9))
ω180 = rad/s
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 = 28、L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) 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 + 2)(s + 5))K = 28
m =
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(s + 2)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))
sb =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 2t(ステップとランプの和)が、G(s) = 4(s + 2)/(s(s + 1)(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 + 2)/(s(s + 1)(s + 10))r(t) = 5 + 2t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 4)) 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) = 2/(s(s + 4))K = 10
ts = s
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 14/(s(s + 6)) である。基準入力はランプ r(t) = 5·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 14/(s(s + 6))r(t) = 5·t
ess =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 4)(s + 7)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/((s + 4)(s + 7)(s + 8))単位負帰還
Kmax =