解答つきブロック線図ワークシート

無料で印刷できるブロック線図のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
R(s)+17G₁1G₂C(s)0.05H−

ブロック線図で、前向き経路にはゲイン G₁ = 17 と G₂ = 1 が直列にあり、負のフィードバック経路のゲインは H = 0.05 である。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 17G₂ = 1H = 0.05
T =
2.やさしい
R(s)+13s + 5G(s)C(s)−

プラント G(s) = 13/(s + 5) を、単位負帰還ループに入れる。 R に大きさ 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。

G(s) = 13/(s + 5)単位負帰還R = 5
css =
3.ふつう
R(s)+16K+5s + 2G(s)C(s)2H₁−−

プラント G(s) = 5/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 2 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 = 16 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 = 2K = 16
T(0) =
4.ふつう
R(s)+Ks(s + 19)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/(s(s + 19)) 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(s + 19))単位負帰還
K =
5.むずかしい
R(s)+K(s + 1)(s + 6)(s + 8)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 6)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。

G(s) = K/((s + 1)(s + 6)(s + 8))単位負帰還
ω = rad/s
6.むずかしい
R(s)+12コントローラ+D(s)+9s + 5プラントC(s)−

比例コントローラ K = 12 が、プラント G(s) = 9/(s + 5) 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 10 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。

K = 12G(s) = 9/(s + 5)D = 10R = 5
css =

解答

  1. 1. T = 9.189
  2. 2. css = 3.611
  3. 3. T(0) = 0.8696
  4. 4. K = 90.25
  5. 5. ω = 7.874 rad/s
  6. 6. css = 5.575

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。