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
s³12s²a16s¹(2·a − 16)/as⁰16

閉ループの特性方程式は s³ + a·s² + 2s + 16 = 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 + 16 = 0
a =
2.やさしい
R(s)+K2s + 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) = 2/(s + 1) を制御しています。閉ループ極を s = −9 に置くゲイン K を求めなさい。

G(s) = 2/(s + 1)p = −9
K =
3.ふつう
R(s)+K1s(s + 2)(s + 6)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) 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 + 6))
ω = rad/s
4.ふつう
R(s)+Ks + 10(s − 3)(s + 5)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 10)/((s − 3)(s + 5)) は s = 3 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 + 10)/((s − 3)(s + 5))
Kmin =
5.むずかしい
ReIm−0.5−1−1.5−2−2.50.5j0.5j1

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2))
sb =
6.むずかしい
ReIm−2−4−6−8−10−12j2

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
sb =

解答

  1. 1. a = 8
  2. 2. K = 4
  3. 3. ω = 3.464 rad/s
  4. 4. Kmin = 1.5
  5. 5. sb = −0.4226
  6. 6. sb = −0.4869

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。