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
s³19s²−5−18s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ − 5s² + 9s − 18 = 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 + 9s − 18
N =
2.やさしい
s³14s²336s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ + 3s² + 4s + 36 = 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 + 4s + 36
N =
3.ふつう
R(s)+K = 401s(s + 2)(s + 8)C(s)−

図のループは K = 40、L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) 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 + 2)(s + 8))K = 40
m =
4.ふつう
R(s)+Ks + 6s(s + 1)(s + 4)C(s)−

単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 6)/(s(s + 1)(s + 4))、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 + 6)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−81j1j2

L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 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。合流点 si を求めなさい。

L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1))
si =
6.むずかしい
ReImζ = 0.3−5−10j5j10j15

L(s) = K/(s(s + 8)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.3 となるゲイン K を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 8))ζ = 0.3
K =

解答

  1. 1. N = 3
  2. 2. N = 2
  3. 3. m = 4
  4. 4. Kmax = 20
  5. 5. si = −13.48
  6. 6. K = 177.8

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。