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連載 制御工学Control Engineering

第56回 閉ループ単位ステップ時間応答の推移

45_question01

categoly-line

q3-1_a_title

次の観点から推定する。
① このフィードパック系は安定か否か。
② 安定の場合,位置定常偏差はどれくらいか。
③ 安定の場合,最大行過ぎ量,最大行過ぎ・時間を推定せよ。
[①について]
図3.12より(ゲイン交点周波数)< (位相交点周波数)である。
よって、(3.18)よりこの系に直結フィードパックを施しても安定である。

3-1_answer01

[②について]
ω=0近傍においてゲインはほぽ平坦である。よって、この系は第43回
より0形制御系である。
またゲインが40dBであることより201og10K=40。 よってK=10²= 100となる。
表3.1より位置定常偏差のは次のようになる。

table3-1

3-1_answer02

[③について]
図3.12より位相余有φ=180-150=30″、ゲイン交点周波数ωg=3rad・s-1である。
φ=30″より図3.11を用いると、 ζ=0.275、 θ=41%、ωgTmax=3.03となる。
ωg=3rad.s-1である;ことよりTmax=1.01sとなる。よって、図3.12の系に
直結フィードパックを施した。フィードパック系は安定であり、単位ステップ入力
に対してパーセント最大行過ぎ量θ=41%、最大行過ぎ時間 Tmax=1.01s、
位置定常偏差0.01と推定できる。

allow 図3.11はこちら

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45_question02

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q3-2_a_title

θ=15%である。図3.11よりζ=0.51、位相余有はおよそφ=53°、ωgTmax=2.85
でなければならない。Tmax=0.5sにしたいことより、

3-2_answer01

となる。

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