制御工学の理解度チェック


  1. アクチュエータ,センサ,外乱の意味がわかるか.

  2. u(t)とy(t)の微分方程式から伝達関数G(s)を求められるか.

  3. ブロック線図から伝達関数を求められるか.

  4. ブロック線図の「等価変換」とは.

  5. インパルス応答を求められるか

  6. インパルス応答と伝達関数の関係を知っているか

    インパルス応答をラプラス変換すると,伝達関数になる.
  7. ステップ応答を求められるか.

  8. ステップ応答の最終値を求められるか.

  9. 「時定数」とは.

  10. 2次系の減衰係数と複素根と応答の振動の関係を知っているか.

  11. 「極」とは.「零点」とは.

  12. システムの安定性と極の関係は.

    すべての極の実部が負ならば安定
  13. ラウスの方法を使えるか.

  14. 複素平面での極の位置と,応答波形の関係を知っているか.

  15. 正弦波入力に対する応答を求められるか.

  16. 正弦波入力に対する定常状態での応答を求められるか.

  17. デシベル[dB]の値からゲインを求められるか

  18. 基本的な伝達関数のボード線図の概形をおぼえているか.

  19. 基本的な伝達関数のボード線図を組み合わせて,与えられた伝達関数のボード線図の概形を描けるか.

  20. 「不安定な極」とは,「安定な極」」とは,「安定な零点」とは,「不安定な零点」とは.
    実部が負の極を「安定な極」と呼んでいる.

  21. 「最小位相系」とは.
    すべての零点が安定なシステム.すべての零点の実部が負.

  22. ゲイン線図の傾きと位相の値の対応関係を知っているか.

  23. ベクトル軌跡を描けるか.

  24. ベクトル軌跡とボード線図の対応関係がわかるか.

  25. フィードバック制御系の特性方程式とは
    閉ループ伝達関数の分母=0の式.

  26. フィードバック制御系の極とは
    閉ループ伝達関数の分母=0の解

  27. 閉ループ極とは
    閉ループ伝達関数の分母=0の解

  28. フィードバック制御系が安定とはどういうことか
    閉ループ伝達関数の分母=0の解の実部が負

  29. 不安定極零消去とは

  30. 開ループ伝達関数とは,閉ループ伝達関数とは

  31. ナイキストの安定判別法とはどういうものか説明できるか

  32. ナイキスト線図とベクトル軌跡の関係は.

  33. ナイキスト線図が-1を反時計方法に回る数を数えられるか.

  34. ゲイン余裕と位相余裕を知っているか

  35. ボード線図を見てゲイン余裕と位相余裕を読み取れるか

  36. 感度関数とは
    制御対象の変化が制御系に及ぼす影響を表す.
    外乱が応答に及ぼす影響を表す.

  37. 定常偏差を求められるか

  38. 定常偏差を0にするにはどうすればよいか
    目標値のラプラス変換を,開ループ伝達関数に含めればよい.

  39. 内部モデル原理とは

    定常偏差を0にするには
    目標値のラプラス変換を,開ループ伝達関数に含めればよい.
  40. 籍分器の役割は
    ステップの目標値に対して,定常偏差を0にする

  41. 1型の制御系とは,2型の制御系とは
    積分器が1つ入っている制御系を1型,積分器が2つ入っている制御系を2型,.

  42. オーバーシュートとは

  43. 共振とは

  44. 比例制御とは

  45. PID制御とは,PI制御とは,PD制御とは

  46. 位相進み要素,位相遅れ要素とは

  47. 開ループ伝達関数のゲインを大きくすると,制御において何が良くなり,何が悪くなるか.
    (悪)安定性は悪くなる(ゲイン余裕や位相余裕が小さくなる)
    (良)感度関数が小さくなって,外乱の影響が少なくなる.

  48. ループ整形とは.

    開ループ伝達関数GKのボード線図が望ましい形になるようにKを調整すること
  49. <--GKのボード線図の望ましい形
  50. 根軌跡を描けるか.

  51. 目標値rと外乱dが入る制御系の伝達関数を計算できるか


確認事項:

ナイキスト線図を描くとき,
ゲイン余裕・位相余裕を調べるとき,
ループ整形を行うとき,
根軌跡を描くとき
ループ伝達関数を使う.


フィードバック制御系の安定条件を求めるとき,
「閉ループ極」を求めるとき,
ラウスの方法を使うとき
ループ伝達関数の分母を使う.


「応答を求めよ」の場合はラプラス変換と部分分数展開と逆変換を使って y(t)= の式を計算する.


「応答y(t)の最終値を求めよ」,「応答y(t)の定常値を求めよ」の場合は,最終値の定理を使って,lim y(t) を計算.

ただし,入力がsin(wt) で正弦波の場合は,y(t)=|G(jw)|sin(wt + ∠G(jw))を使う.


「定常偏差を求めよ」には最終値の定理を使って,lim e(t) を計算.