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
s⁴1416s³1−5s²??s¹?s⁰?

フィードバック系の特性多項式は Q(s) = s⁴ + s³ + 4s² − 5s + 16 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 + 4s² − 5s + 16
N =
2.やさしい
R(s)+K2s + 5C(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 + 5) 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 + 5)p = −9
K =
3.ふつう
R(s)+Ks + 8(s − 4)(s + 3)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 3)) 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 + 8)/((s − 4)(s + 3))
Kmin =
4.ふつう
R(s)+201s(s + 5)(s + 8)C(s)+

図のループは正帰還で、L(s) = 20/(s(s + 5)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。

L(s) = 20/(s(s + 5)(s + 8))
N =
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

L(s) = K(s + 6)/(s(s + 1)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 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 + 6)/(s(s + 1))
sb =
6.むずかしい
ReIm−2−4j2j4

L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)) 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 + 2)(s + 4))
ω = rad/s

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. K = 2
  3. 3. Kmin = 1.5
  4. 4. N = 1
  5. 5. sb = −0.5228
  6. 6. ω = 3.742 rad/s

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