1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 8/(s² + 3s + 16) 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) = 8/(s² + 3s + 16)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 20 kg のおもりが、ばね定数 k = 1000 N/m のばねと粘性ダンパ c = 57 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 10 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 20 kgk = 1000 N/mc = 57 N·s/mF = 10 N
tp = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 3762/((s + 11)(s + 18)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 3762/((s + 11)(s + 18))ω = 1 rad/s
|G(jω)| = 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) = 18/(s(s + 2)(s + 5)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 18/(s(s + 2)(s + 5))
ω180 = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
ω = rad/s
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 + 8)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.4
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 10(s + 2)/(s(s + 4)(s + 5)) 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) = 10(s + 2)/(s(s + 4)(s + 5))r(t) = 5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 8)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 8))ζ = 0.8
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 14)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 14))単位負帰還
K =
10.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 40/(s(s + 11)) を、センサのゲイン H = 2 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) = 40/(s(s + 11))H = 2
σ =