1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 136/(s² + 7s + 68) 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) = 136/(s² + 7s + 68)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
質量 m = 10 kg のおもりが、ばね定数 k = 1000 N/m のばねと粘性ダンパ c = 30 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。 減衰比 ζ を求めよ。
m = 10 kgk = 1000 N/mc = 30 N·s/mF = 10 N
ζ =
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 49(s + 8)/(s(s + 10)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 49(s + 8)/(s(s + 10))ω = 4 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) = 180/(s(s + 20)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 180/(s(s + 20))
PM = °
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 + 2)) 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(s + 1)(s + 2))
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 + 1)(s + 2)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
ω = rad/s
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 3t が、G(s) = 5/(s(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) = 5/(s(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 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.6 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 10)(s + 12)) 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 + 10)(s + 12))単位負帰還
K =
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) = 3/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.3 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 3/(s + 2)D = 10css ≤ 0.3
K =