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
s⁴1920s³110s²??s¹?s⁰?

フィードバック系の特性多項式は Q(s) = s⁴ + s³ + 9s² + 10s + 20 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 + 9s² + 10s + 20
N =
2.やさしい
R(s)+K5s + 4C(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) = 5/(s + 4) を制御しています。閉ループ極を s = −6.5 に置くゲイン K を求めなさい。

G(s) = 5/(s + 4)p = −6.5
K =
3.ふつう
R(s)+K = 961s(s + 4)(s + 6)C(s)−

図のループは K = 96、L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))K = 96
m =
4.ふつう
R(s)+K1s(s + 5)(s + 10)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 5)(s + 10)) 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(s + 5)(s + 10))
Kmax =
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−71j1j2

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) の根軌跡は、s = 0 と s = −3 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 + 3)(s + 6))
sb =
6.むずかしい
ReIm−2−4−6j2j4

L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))
ω = rad/s

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. K = 0.5
  3. 3. m = 2.5
  4. 4. Kmax = 750
  5. 5. sb = −1.268
  6. 6. ω = 4.796 rad/s

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