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
s³13s²a6s¹(3·a − 6)/as⁰6

閉ループの特性方程式は s³ + a·s² + 3s + 6 = 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 + 6 = 0
a =
2.やさしい
R(s)+K10s + 1C(s)−

比例ゲイン K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s + 1) を制御しています。閉ループ極を s = −11 に置くゲイン K を求めなさい。

G(s) = 10/(s + 1)p = −11
K =
3.ふつう
R(s)+K = 901s(s + 4)(s + 5)C(s)−

図のループは K = 90、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) 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 + 4)(s + 5))K = 90
m =
4.ふつう
R(s)+K1s(s + 2)(s + 4)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) 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 + 4))
ω = rad/s
5.むずかしい
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

L(s) = K(s + 10)/(s(s + 2)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 10)/(s(s + 2))
sb =
6.むずかしい
ReIm−2−4−6j2j4

L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(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 + 3)(s + 5))
ω = rad/s

解答

  1. 1. a = 2
  2. 2. K = 1
  3. 3. m = 2
  4. 4. ω = 2.828 rad/s
  5. 5. sb = −1.056
  6. 6. ω = 4.796 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。