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)+11G₁6G₂C(s)0.5H−

ブロック線図で、前向き経路にはゲイン G₁ = 11 と G₂ = 6 が直列にあり、負のフィードバック経路のゲインは H = 0.5 である。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 11G₂ = 6H = 0.5
T =
2.やさしい
R(s)+20s + 8G(s)C(s)−

プラント G(s) = 20/(s + 8) を、単位負帰還ループに入れる。 閉ループの時定数 τ を求めよ。

G(s) = 20/(s + 8)単位負帰還
τ = s
3.ふつう
R(s)+10s(s + 7)G(s)C(s)−

単位負帰還ループの G(s) = 10/(s(s + 7)) である。基準入力はランプ r(t) = 1·t である。定常偏差 ess を求めよ。

G(s) = 10/(s(s + 7))r(t) = 1·t
ess =
4.ふつう
R(s)+17K+7s + 1G(s)C(s)5H₁−−

プラント G(s) = 7/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 5 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 = 17 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) = 7/(s + 1)H₁ = 5K = 17
T(0) =
5.むずかしい
R(s)+2s + 1G₁+6s + 2G₂C(s)2H₁−0.25H₂−

G₁ = 2/(s + 1)、G₂ = 6/(s + 2)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 2、外側の負帰還 H₂ = 0.25 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。

G₁ = 2/(s + 1)G₂ = 6/(s + 2)H₁ = 2H₂ = 0.25
T(0) =
6.むずかしい
R(s)+Kコントローラ+D(s)+7s + 2プラントC(s)−

比例コントローラ K が、プラント G(s) = 7/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 10 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 3.5 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。

G(s) = 7/(s + 2)D = 10css ≤ 3.5
K =

解答

  1. 1. T = 1.941
  2. 2. τ = 0.03571 s
  3. 3. ess = 0.7
  4. 4. T(0) = 0.7677
  5. 5. T(0) = 0.7059
  6. 6. K = 2.571

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。