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
R(s)+81s(s + 4)C(s)−

単位フィードバックのループの開ループ伝達関数が L(s) = 8/(s(s + 4)) です。閉ループ極は複素数です。その虚部 ωd を求めなさい。

L(s) = 8/(s(s + 4))
ωd = rad/s
2.やさしい
s³16s²−328s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ − 3s² + 6s + 28 = 0 です。ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、s 平面の右半平面にある閉ループ極の個数 N を求めなさい。

Q(s) = s³ − 3s² + 6s + 28
N =
3.ふつう
R(s)+Ks + 8(s − 4)(s + 2)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 2)) は s = 4 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 + 8)/((s − 4)(s + 2))
Kmin =
4.ふつう
R(s)+K = 2.51s(s + 1)(s + 4)C(s)−

図のループは K = 2.5、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))K = 2.5
m =
5.むずかしい
ReIm−2−4−6j2j4

L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5)) 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 + 1)(s + 2)(s + 5))
ω = rad/s
6.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6j1

L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 17)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。

L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 17))
θd = °

解答

  1. 1. ωd = 2 rad/s
  2. 2. N = 2
  3. 3. Kmin = 2
  4. 4. m = 8
  5. 5. ω = 4.123 rad/s
  6. 6. θd = 45 °

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。