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
s⁴1512s³115s²??s¹?s⁰?

フィードバック系の特性多項式は Q(s) = s⁴ + s³ + 5s² + 15s + 12 です。ラウス表を作り、Q(s) の根のうち右半平面にあるものの個数 N を求めなさい。

Q(s) = s⁴ + s³ + 5s² + 15s + 12
N =
3.ふつう
R(s)+Ks + 5(s − 4)(s + 5)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 5)/((s − 4)(s + 5)) は s = 4 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 − 4)(s + 5))
Kmin =
4.ふつう
R(s)+Ks + 10s(s + 3)(s + 4)C(s)−

単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 10)/(s(s + 3)(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 + 10)/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
5.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 =
6.むずかしい
ReIm−2−4−6j2

L(s) = K/((s + 5)(s² + 4s + 13)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。

L(s) = K/((s + 5)(s² + 4s + 13))
θd = °

解答

  1. 1. a = 2
  2. 2. N = 2
  3. 3. Kmin = 4
  4. 4. Kmax = 28
  5. 5. K = 177.8
  6. 6. θd = 45 °

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