解答つき安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ワークシート

無料で印刷できる安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡のワークシート: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
s⁴1117s³213s²??s¹?s⁰?

フィードバック系の特性多項式は Q(s) = s⁴ + 2s³ + s² + 13s + 17 です。ラウス表を作り、Q(s) の根のうち右半平面にあるものの個数 N を求めなさい。

Q(s) = s⁴ + 2s³ + s² + 13s + 17
N =
2.やさしい
s³13s²a18s¹(3·a − 18)/as⁰18

閉ループの特性方程式は s³ + a·s² + 3s + 18 = 0 です。システムが安定になる a の下限値を求めなさい。

s³ + a·s² + 3s + 18 = 0
a =
3.ふつう
R(s)+Ks + 10(s − 3)(s + 5)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 5)) は s = 3 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。

G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
4.ふつう
R(s)+K1(s + 1)(s + 4)(s + 5)C(s)−

単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。

L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−8−9−101j1j2

L(s) = K(s + 8)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。

L(s) = K(s + 8)/(s(s + 4))
sb =
6.むずかしい
ReIm−2−4j2j4

L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。

L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. a = 6
  3. 3. Kmin = 1.5
  4. 4. Kmax = 270
  5. 5. sb = −2.343
  6. 6. ω = 5.099 rad/s

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。