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
s³31s²323s¹?s⁰

特性多項式 Q(s) = 3s³ + 3s² + s + 23 について、ラウス表の s¹ の行の第 1 列の要素 b1 を求めなさい。

Q(s) = 3s³ + 3s² + s + 23
b1 =
2.やさしい
R(s)+501s(s + 10)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) = 50/(s(s + 10)) 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) = 50/(s(s + 10))
ωd = rad/s
3.ふつう
R(s)+K = 51s(s + 1)(s + 5)C(s)−

図のループは K = 5、L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))K = 5
m =
4.ふつう
R(s)+Ks + 8(s − 2)(s + 1)C(s)−

制御対象 G(s) = (s + 8)/((s − 2)(s + 1)) は s = 2 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 − 2)(s + 1))
Kmin =
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

L(s) = K/((s + 6)(s² + 8s + 17)) 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 + 6)(s² + 8s + 17))
θd = °
6.むずかしい
ReIm−5j5

L(s) = K/((s + 4)(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 + 4)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s

解答

  1. 1. b1 = −22
  2. 2. ωd = 5 rad/s
  3. 3. m = 6
  4. 4. Kmin = 1
  5. 5. θd = 63.43 °
  6. 6. ω = 8.602 rad/s

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