1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 62/(s² + 3s + 31) 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) = 62/(s² + 3s + 31)
%OS = %
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 5 % で、最初のピークは t = 1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 5 %tp = 1 s
ωn = rad/s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = 1496/((s + 8)(s + 11)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1496/((s + 8)(s + 11))ω = 5 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) = 140/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 140/(s(s + 4))
PM = °
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 + 3)(s + 4)(s + 5))、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 + 3)(s + 4)(s + 5))
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 + 3)(s + 5)) について、閉ループ極を s = −1 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))s = −1
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(5s + 1) を、比例ゲイン K = 2 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 5/(5s + 1)K = 2
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 25 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.707 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 2))Kp = 25ζ = 0.707
Kd = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 17 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) = 2/(s + 1)H₁ = 0.5K = 17
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 6 が、プラント G(s) = 4/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 6G(s) = 4/(s + 2)D = 2R = 0
css =