解答つき定常偏差と PID 制御ワークシート

無料で印刷できる定常偏差と PID 制御のワークシート: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
R(s)+50(s + 2)s(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 G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 4)) です。速度偏差定数 Kv を求めなさい。

G(s) = 50(s + 2)/(s(s + 4))
Kv =
2.やさしい
R(s)+20s²(s + 4)(s + 6)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 G(s) = 20/(s²(s + 4)(s + 6)) です。システムの型 N はいくつですか。

G(s) = 20/(s²(s + 4)(s + 6))
N =
3.ふつう
r(t) = 2t+Ks(s + 1)C(s)−

G(s) = K/(s(s + 1)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t に定常偏差 0.01 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。

G(s) = K/(s(s + 1))r(t) = 2tess = 0.01
K =
4.ふつう
R(s)+K = 10110s + 1C(s)−

プロセス G(s) = 1/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 10 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。

G(s) = 1/(10s + 1)K = 10
ess = %
5.むずかしい
R(s)+K = 202s(s + 6)C(s)−

比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 6)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。

G(s) = 2/(s(s + 6))K = 20
%OS = %
6.むずかしい
R(s)+8 + Kd​s4s(s + 4)C(s)−

PD 制御器 C(s) = 8 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 4)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.9 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。

G(s) = 4/(s(s + 4))Kp = 8ζ = 0.9
Kd = s

解答

  1. 1. Kv = 25
  2. 2. N = 2
  3. 3. K = 200
  4. 4. ess = 9.091 %
  5. 5. %OS = 18.4 %
  6. 6. Kd = 1.546 s

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。