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
s³12s²222s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ + 2s² + 2s + 22 = 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 + 2s² + 2s + 22
N =
2.やさしい
R(s)+401s(s + 4)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) = 40/(s(s + 4)) 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) = 40/(s(s + 4))
ωd = rad/s
3.ふつう
R(s)+K1s(s + 4)(s + 8)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)) 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 + 4)(s + 8))
ω = rad/s
4.ふつう
R(s)+K1s(s + 2)(s + 6)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) 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 + 6))
Kmax =
5.むずかしい
ReIm−2−4−6−8−10−12j2−2.5

ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))s = −2.5
K =
6.むずかしい
ReIm−0.5−1−1.5−2−2.50.5j0.5j1

L(s) = K/(s(s + 1)(s + 2)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 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 + 1)(s + 2))
sb =

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. ωd = 6 rad/s
  3. 3. ω = 5.657 rad/s
  4. 4. Kmax = 96
  5. 5. K = 28.13
  6. 6. sb = −0.4226

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