1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 20/(s² + 8s + 40) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 20/(s² + 8s + 40)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 120 Ω、L = 10 mH、C = 1 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 120 ΩL = 10 mHC = 1 µFV = 24 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 15(s + 13)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 15(s + 13)/(s(s + 3))ω = 20 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) = 82/(s(s + 6)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 82/(s(s + 6)(s + 9))
GM = dB
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 + 3)(s + 10)) 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 + 3)(s + 10))
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 + 2)(s + 6)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 6))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 10 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 10 %
K =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 4))K = 8
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 8/(s + 4) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 10 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 8/(s + 4)H = 0.1R = 10
css =
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) = 2/(s + 5) 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 0.4 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 2/(s + 5)D = 10css ≤ 0.4
K =