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)8G₂9G₃++9G₁C(s)

信号 R は 2 つの並列ブロック G₂ = 8 と G₃ = 9 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 = 9 を通る。全体のゲイン T = C/R を求めよ。

G₁ = 9G₂ = 8G₃ = 9符号:+ G₂、+ G₃
T =
2.やさしい
R(s)+14s + 10G(s)C(s)−

プラント G(s) = 14/(s + 10) 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) = 14/(s + 10)単位負帰還
τ = s
3.ふつう
R(s)+39s + 2G(s)C(s)0.2H−

プラント G(s) = 39/(s + 2) 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 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。

G(s) = 39/(s + 2)H = 0.2R = 24
css =
4.ふつう
R(s)+3K+7s + 4G(s)C(s)0.5H₁−−

プラント G(s) = 7/(s + 4) 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 = 3 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。

G(s) = 7/(s + 4)H₁ = 0.5K = 3
p =
5.むずかしい
R(s)+Kコントローラ+D(s)+4s + 2プラントC(s)−

比例コントローラ K が、プラント G(s) = 4/(s + 2) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.2 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。

G(s) = 4/(s + 2)D = 1css ≤ 0.2
K =
6.むずかしい
R(s)+12コントローラ+D(s)+9s + 10プラントC(s)−

比例コントローラ K = 12 が、プラント G(s) = 9/(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)。 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) = 9/(s + 10)D = 2R = 0
css =

解答

  1. 1. T = 153
  2. 2. τ = 0.04167 s
  3. 3. css = 95.51
  4. 4. p = −28.5
  5. 5. K = 4.5
  6. 6. css = 0.1525

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。