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)+14G₁3G₂C(s)0.25H−

ブロック線図で、前向き経路にはゲイン G₁ = 14 と G₂ = 3 が直列にあり、負のフィードバック経路のゲインは H = 0.25 である。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 14G₂ = 3H = 0.25
T =
2.やさしい
R(s)9G₂7G₃+−9G₁C(s)

信号 R は 2 つの並列ブロック G₂ = 9 と G₃ = 7 に分かれる。それらの出力は図の符号(+ and −)で加算点に集まり、その和が G₁ = 9 を通る。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 9G₂ = 9G₃ = 7符号:+ G₂、− G₃
T =
3.ふつう
R(s)+38s(s + 5)G(s)C(s)−

単位負帰還ループの G(s) = 38/(s(s + 5)) である。基準入力はランプ r(t) = 2·t である。定常偏差 ess を求めよ。

G(s) = 38/(s(s + 5))r(t) = 2·t
ess =
4.ふつう
R(s)+K(s + 1)(s + 9)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 9)) 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 + 1)(s + 9))単位負帰還
K =
5.むずかしい
R(s)+Kコントローラ+D(s)+10s + 2プラントC(s)−

比例コントローラ K が、プラント G(s) = 10/(s + 2) 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 0.05 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。

G(s) = 10/(s + 2)D = 0.5css ≤ 0.05
K =
6.むずかしい
R(s)+Ks(s + 5)(s + 7)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/(s(s + 5)(s + 7)) 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(s + 5)(s + 7))単位負帰還
ω = rad/s

解答

  1. 1. T = 3.652
  2. 2. T = 18
  3. 3. ess = 0.2632
  4. 4. K = 16
  5. 5. K = 9.8
  6. 6. ω = 5.916 rad/s

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。