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 = 158 Ω、L = 50 mH、C = 2 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 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 = 158 ΩL = 50 mHC = 2 µFV = 5 V
tp = ms
3.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 780/((s + 13)(s + 15)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 780/((s + 13)(s + 15))ω = 0.5 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) = K/(s(s + 1)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 6 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 8))GM = 6 dB
K =
5.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 1)/((s − 2)(s + 3)) は s = 2 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 1)/((s − 2)(s + 3))
Kmin =
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(s + 4)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.5 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4))ζ = 0.5
K =
7.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 10(s + 3)/(s(s + 2)(s + 10)) 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 + 3)/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 5 + 5t
ess =
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 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 = 4
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 4)(s + 11)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/((s + 4)(s + 11))単位負帰還
K =
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) = 9/(s + 4) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 0.5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.1125 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 9/(s + 4)D = 0.5css ≤ 0.1125
K =