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
s³11s²1−11s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ + s² + s − 11 = 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 + s − 11
N =
2.やさしい
s³14s²437s¹?s⁰?

閉ループ系の特性方程式が s³ + 4s² + 4s + 37 = 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 + 4s² + 4s + 37
N =
3.ふつう
R(s)+K1s(s + 3)(s + 5)C(s)−

図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) 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 + 3)(s + 5))
ω = rad/s
4.ふつう
R(s)+K1(s + 1)(s + 2)(s + 6)C(s)−

単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 6))、K > 0 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 + 1)(s + 2)(s + 6))
Kmax =
5.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6−7−81j1j2

L(s) = K(s + 7)/(s(s + 5)) の根軌跡は、s = 0 と s = −5 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。合流点 si を求めなさい。

L(s) = K(s + 7)/(s(s + 5))
si =
6.むずかしい
ReIm−1−2−3−4−5−6j1−2

ループ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5)) について、閉ループ極を s = −2 に置くゲイン K を求めなさい。

L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))s = −2
K =

解答

  1. 1. N = 1
  2. 2. N = 2
  3. 3. ω = 3.873 rad/s
  4. 4. Kmax = 168
  5. 5. si = −10.74
  6. 6. K = 6

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。