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)+1s + 9G(s)C(s)−

プラント G(s) = 1/(s + 9) を、単位負帰還ループに入れる。 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) = 1/(s + 9)単位負帰還R = 10
css =
2.やさしい
R(s)+4s + 6G(s)C(s)−

プラント G(s) = 4/(s + 6) を、単位負帰還ループに入れる。 閉ループの極 p を求めよ。

G(s) = 4/(s + 6)単位負帰還
p =
3.ふつう
R(s)+3K+1s + 1G(s)C(s)1H₁−−

プラント G(s) = 1/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 1 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 = 3 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) = 1/(s + 1)H₁ = 1K = 3
T(0) =
4.ふつう
R(s)+12s + 3G(s)C(s)0.1H−

プラント G(s) = 12/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.1 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) = 12/(s + 3)H = 0.1
τ = s
5.むずかしい
R(s)+16コントローラ+D(s)+6s + 10プラントC(s)−

比例コントローラ K = 16 が、プラント G(s) = 6/(s + 10) 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 1 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。

K = 16G(s) = 6/(s + 10)D = 1R = 5
css =
6.むずかしい
R(s)+K(s + 1)(s + 4)(s + 5)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5)) 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 + 1)(s + 4)(s + 5))単位負帰還
Kmax =

解答

  1. 1. css = 1
  2. 2. p = −10
  3. 3. T(0) = 0.6
  4. 4. τ = 0.2381 s
  5. 5. css = 4.585
  6. 6. Kmax = 270

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。