1.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 86/(s² + 10s + 43) 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) = 86/(s² + 10s + 43)
%OS = %
2.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 20)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 10 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 20))%OS = 10 %
K =
3.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 22 kΩ, C = 4.7 nF です。4.6 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 22 kΩC = 4.7 nFf = 4.6 kHz
|H| = 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) = 26/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 26/(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
L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 17)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 17))
θd = °
7.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(5s + 1) を、比例ゲイン K = 10 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) = 0.5/(5s + 1)K = 10
ess = %
8.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 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。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 2))K = 25
tp = s
9.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 5/(s + 2) 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 = 14 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) = 5/(s + 2)H₁ = 0.5K = 14
T(0) =
10.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 7 が、プラント G(s) = 4/(s + 9) 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 5 の基準ステップと大きさ 0.5 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 7G(s) = 4/(s + 9)D = 0.5R = 5
css =