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
s³1−5s²317s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ + 3s² − 5s + 17 = 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 − 5s + 17
N =
2.やさしい
R(s)+321s(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) = 32/(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) = 32/(s(s + 8))
ωd = rad/s
3.ふつう
R(s)+K1s(s + 1)(s + 10)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) 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 + 1)(s + 10))
ω = rad/s
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
ReImζ = 0.4−1−2j1j2

L(s) = K/(s(s + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.4
K =
6.むずかしい
ReIm−5j5

L(s) = K/((s + 2)(s + 5)(s + 6)) 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 + 2)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. ωd = 4 rad/s
  3. 3. ω = 3.162 rad/s
  4. 4. ω = 2.449 rad/s
  5. 5. K = 6.25
  6. 6. ω = 7.211 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。