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
s³1−4s²5−28s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ + 5s² − 4s − 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 + 5s² − 4s − 28
N =
2.やさしい
R(s)+261s(s + 2)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) = 26/(s(s + 2)) 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) = 26/(s(s + 2))
ωd = rad/s
3.ふつう
R(s)+K1s(s + 3)(s + 6)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) 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(s + 3)(s + 6))
Kmax =
4.ふつう
R(s)+K1s(s + 2)(s + 3)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 3))
ω = rad/s
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))
sb =
6.むずかしい
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 2)/(s(s + 6)(s + 3)(s + 10)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。

L(s) = K(s + 2)/(s(s + 6)(s + 3)(s + 10))
σa =

解答

  1. 1. N = 1
  2. 2. ωd = 5 rad/s
  3. 3. Kmax = 162
  4. 4. ω = 2.449 rad/s
  5. 5. sb = −0.9028
  6. 6. σa = −5.667

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。