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
R(s)+51s(s + 2)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) = 5/(s(s + 2)) 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) = 5/(s(s + 2))
ωd = rad/s
2.やさしい
s³110s²a60s¹(10·a − 60)/as⁰60

閉ループの特性方程式は s³ + a·s² + 10s + 60 = 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 + 10s + 60 = 0
a =
3.ふつう
R(s)+K1(s + 2)(s + 3)(s + 4)C(s)−

単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 2)(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 + 2)(s + 3)(s + 4))
Kmax =
4.ふつう
R(s)+K1s(s + 1)(s + 6)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 1)(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 + 1)(s + 6))
ω = rad/s
5.むずかしい
ReImζ = 0.5−1−2j1j2

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 = 0.5 となるゲイン K を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.5
K =
6.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6j1

L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 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 + 2)(s + 5))
sb =

解答

  1. 1. ωd = 2 rad/s
  2. 2. a = 6
  3. 3. Kmax = 210
  4. 4. ω = 2.449 rad/s
  5. 5. K = 4
  6. 6. sb = −0.8804

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。