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
s³12s²a12s¹(2·a − 12)/as⁰12

閉ループの特性方程式は s³ + a·s² + 2s + 12 = 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 + 2s + 12 = 0
a =
2.やさしい
R(s)+251s(s + 8)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) = 25/(s(s + 8)) 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) = 25/(s(s + 8))
ωd = rad/s
3.ふつう
R(s)+K1(s + 2)(s + 3)(s + 6)C(s)−

単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6))、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 + 2)(s + 3)(s + 6))
Kmax =
4.ふつう
R(s)+Ks + 5(s − 1)(s + 1)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 5)/((s − 1)(s + 1)) は s = 1 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 + 5)/((s − 1)(s + 1))
Kmin =
5.むずかしい
ReIm−2−4−6−8−10−12j2sb​

L(s) = K/((s + 4)(s + 10)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。

L(s) = K/((s + 4)(s + 10))
K =
6.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6j1

L(s) = K(s + 5)/(s(s + 3)) の根軌跡は、s = 0 と s = −3 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 + 5)/(s(s + 3))
sb =

解答

  1. 1. a = 6
  2. 2. ωd = 3 rad/s
  3. 3. Kmax = 360
  4. 4. Kmin = 0.2
  5. 5. K = 9
  6. 6. sb = −1.838

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。