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)13G₂5G₃+−10G₁C(s)

信号 R は 2 つの並列ブロック G₂ = 13 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 = 10 を通る。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 10G₂ = 13G₃ = 5符号:+ G₂、− G₃
T =
2.やさしい
R(s)+19G₁10G₂C(s)0.1H−

ブロック線図で、前向き経路にはゲイン G₁ = 19 と G₂ = 10 が直列にあり、負のフィードバック経路のゲインは H = 0.1 である。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 19G₂ = 10H = 0.1
T =
3.ふつう
R(s)+13K+2s + 1G(s)C(s)0.5H₁−−

プラント G(s) = 2/(s + 1) には、ゲイン H₁ = 0.5 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 = 13 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。

G(s) = 2/(s + 1)H₁ = 0.5K = 13
p =
4.ふつう
R(s)+19s + 3G(s)C(s)0.5H−

プラント G(s) = 19/(s + 3) を、センサのゲインが H = 0.5 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) = 19/(s + 3)H = 0.5R = 10
css =
5.むずかしい
R(s)+K(s + 1)(s + 5)(s + 7)G(s)C(s)−

プラント G(s) = K/((s + 1)(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 + 1)(s + 5)(s + 7))単位負帰還
ω = rad/s
6.むずかしい
R(s)+58s(s + 10)G(s)C(s)2H−

プラント G(s) = 58/(s(s + 10)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その実部 σ を求めよ。

G(s) = 58/(s(s + 10))H = 2
σ =

解答

  1. 1. T = 80
  2. 2. T = 9.5
  3. 3. p = −28
  4. 4. css = 15.2
  5. 5. ω = 6.856 rad/s
  6. 6. σ = −5

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。