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)6G₂2G₃+−10G₁C(s)

信号 R は 2 つの並列ブロック G₂ = 6 と G₃ = 2 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 = 10 を通る。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 10G₂ = 6G₃ = 2符号:+ G₂、− G₃
T =
2.やさしい
R(s)+1s + 4G(s)C(s)−

プラント G(s) = 1/(s + 4) を、単位負帰還ループに入れる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。

G(s) = 1/(s + 4)単位負帰還
T(0) =
3.ふつう
R(s)+4s + 7G(s)C(s)0.5H−

プラント G(s) = 4/(s + 7) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。

G(s) = 4/(s + 7)H = 0.5
τ = s
4.ふつう
R(s)+21s + 5G(s)C(s)0.25H−

プラント G(s) = 21/(s + 5) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 10 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。

G(s) = 21/(s + 5)H = 0.25R = 10
css =
5.むずかしい
R(s)+Ks(s + 3)(s + 8)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。

G(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))単位負帰還
Kmax =
6.むずかしい
R(s)+12コントローラ+D(s)+8s + 3プラントC(s)−

比例コントローラ K = 12 が、プラント G(s) = 8/(s + 3) 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 2 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。

K = 12G(s) = 8/(s + 3)D = 2R = 0
css =

解答

  1. 1. T = 40
  2. 2. T(0) = 0.2
  3. 3. τ = 0.1111 s
  4. 4. css = 20.49
  5. 5. Kmax = 264
  6. 6. css = 0.1616

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。