1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 70/(s² + 7s + 70) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 70/(s² + 7s + 70)
tp = s
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 = 500 N/m のばねと粘性ダンパ c = 85 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 = 25 N を突然加える。 変位が最大になる時刻 tp を求めよ。
m = 10 kgk = 500 N/mc = 85 N·s/mF = 25 N
tp = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 280/((s + 2)(s + 14)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 280/((s + 2)(s + 14))ω = 10 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) = 506/(s(s + 7)(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) = 506/(s(s + 7)(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
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) 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 + 4)(s + 5))
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
ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))s = −2.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.05 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 5tess = 0.05
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 5)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 5))K = 20
%OS = %
9.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 10/(s(s + 8)) である。基準入力はランプ r(t) = 2·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 8))r(t) = 2·t
ess =
10.ブロック線図むずかしい
G₁ = 11/(s + 3)、G₂ = 9/(s + 6)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 0.1 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 11/(s + 3)G₂ = 9/(s + 6)H₁ = 0.5H₂ = 0.1
T(0) =