1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 44.5/(s² + 9s + 89) 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) = 44.5/(s² + 9s + 89)
ts = s
2.ステップ応答むずかしい
R = 71 Ω、L = 50 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 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。 コンデンサ電圧のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
R = 71 ΩL = 50 mHC = 10 µFV = 12 V
%OS = %
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 15 rad/s における G(s) = 15(s + 13)/(s(s + 4)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 15(s + 13)/(s(s + 4))ω = 15 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) = 1.4/(s(s + 2)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 1.4/(s(s + 2))
ωc = rad/s
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 324/(s(s + 3)(s + 6)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 324/(s(s + 3)(s + 6))
N =
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 + 4)(s + 10)) 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 + 4)(s + 10))
K =
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 + 4)/(s(s + 1)) 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 + 4)/(s(s + 1))r(t) = 3t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 6)) 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) = 4/(s(s + 6))K = 10
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 6) 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 = 16 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) = 3/(s + 6)H₁ = 0.5K = 16
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 5 が、プラント G(s) = 9/(s + 5) 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)。 大きさ 1 の基準ステップと大きさ 5 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 5G(s) = 9/(s + 5)D = 5R = 1
css =