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
s³14s²−117s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ − s² + 4s + 17 = 0 です。ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、s 平面の右半平面にある閉ループ極の個数 N を求めなさい。

Q(s) = s³ − s² + 4s + 17
N =
2.やさしい
R(s)+K = 52s + 5C(s)−

ゲイン K = 5 の比例制御器が、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 p を求めなさい。

G(s) = 2/(s + 5)K = 5
p =
3.ふつう
R(s)+K1s(s + 2)(s + 5)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5)) 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 + 2)(s + 5))
Kmax =
4.ふつう
R(s)+K = 211s(s + 3)(s + 4)C(s)−

図のループは K = 21、L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) 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 + 3)(s + 4))K = 21
m =
5.むずかしい
ReIm−5j5

L(s) = K/((s + 3)(s + 4)(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 + 3)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
6.むずかしい
ReIm−5j5

L(s) = K/((s + 1)(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 + 1)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. p = −15
  3. 3. Kmax = 70
  4. 4. m = 4
  5. 5. ω = 6.856 rad/s
  6. 6. ω = 6.403 rad/s

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