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)+17G₁2G₂C(s)0.05H−

ブロック線図で、前向き経路にはゲイン G₁ = 17 と G₂ = 2 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 = 2H = 0.05
T =
2.やさしい
R(s)7G₂5G₃+−2G₁C(s)

信号 R は 2 つの並列ブロック G₂ = 7 と G₃ = 5 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 = 2 を通る。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 2G₂ = 7G₃ = 5符号:+ G₂、− G₃
T =
3.ふつう
R(s)+Ks(s + 9)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/(s(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(s + 9))単位負帰還
K =
4.ふつう
R(s)+36s + 8G(s)C(s)0.2H−

プラント G(s) = 36/(s + 8) を、センサのゲインが H = 0.2 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 2 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。

G(s) = 36/(s + 8)H = 0.2R = 2
css =
5.むずかしい
R(s)+Kコントローラ+D(s)+5s + 1プラントC(s)−

比例コントローラ K が、プラント G(s) = 5/(s + 1) 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 0.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。

G(s) = 5/(s + 1)D = 0.5css ≤ 0.5
K =
6.むずかしい
R(s)+6コントローラ+D(s)+9s + 7プラントC(s)−

比例コントローラ K = 6 が、プラント G(s) = 9/(s + 7) 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)。 R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。

K = 6G(s) = 9/(s + 7)D = 1R = 0
css =

解答

  1. 1. T = 12.59
  2. 2. T = 4
  3. 3. K = 20.25
  4. 4. css = 4.737
  5. 5. K = 0.8
  6. 6. css = 0.1475

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。