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)+4(s + 3)(s + 4)(s + 10)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) = 4(s + 3)/((s + 4)(s + 10)) です。位置偏差定数 Kp を求めなさい。

G(s) = 4(s + 3)/((s + 4)(s + 10))
Kp =
2.やさしい
R(s)+20(s + 2)s(s + 1)(s + 10)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(s + 2)/(s(s + 1)(s + 10)) です。速度偏差定数 Kv を求めなさい。

G(s) = 20(s + 2)/(s(s + 1)(s + 10))
Kv =
3.ふつう
r(t) = 5t+20s(s + 10)C(s)−

ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 20/(s(s + 10)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。

G(s) = 20/(s(s + 10))r(t) = 5t
ess =
4.ふつう
r(t) = 2t+Ks(s + 10)C(s)−

G(s) = K/(s(s + 10)) 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 0.05 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 + 10))r(t) = 2tess = 0.05
K =
5.むずかしい
r(t) = 2t+2 + 0.5/s10(s + 4)(s + 5)C(s)−

PI 制御器 C(s) = 2 + 0.5/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/((s + 4)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。

C(s) = 2 + 0.5/sG(s) = 10/((s + 4)(s + 5))r(t) = 2t
ess =
6.むずかしい
R(s)+Kp​ + Ki​/s10s + 1C(s)−

PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 4 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。

G(s) = 10/(s + 1)ωₙ = 4 rad/sζ = 0.8
Ki =

解答

  1. 1. Kp = 0.3
  2. 2. Kv = 4
  3. 3. ess = 2.5
  4. 4. K = 400
  5. 5. ess = 8
  6. 6. Ki = 1.6

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。