1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 24/(s² + 4s + 12) 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) = 24/(s² + 4s + 12)
σ =
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 80/(s(s + 4)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 80/(s(s + 4))
ts = s
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 1700/((s + 5)(s + 20)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1700/((s + 5)(s + 20))ω = 20 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) = 124/(s(s + 3)(s + 10)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 124/(s(s + 3)(s + 10))
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 + 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 + 3)(s + 7)) 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 + 3)(s + 7))
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 1)(s + 2)) 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) = 10(s + 4)/(s(s + 1)(s + 2))r(t) = 5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 8 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 1
Ki =
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 9/(s + 2) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 9/(s + 2)H = 0.25
τ = s
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) = 5/(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 2.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 5/(s + 2)D = 10css ≤ 2.5
K =