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 + 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) = 50/((s + 4)(s + 10)) です。位置偏差定数 Kp を求めなさい。

G(s) = 50/((s + 4)(s + 10))
Kp =
2.やさしい
r(t) = 10+5(s + 2)(s + 2)(s + 5)C(s)−

大きさ 10 のステップ入力が、G(s) = 5(s + 2)/((s + 2)(s + 5)) 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) = 5(s + 2)/((s + 2)(s + 5))r(t) = 10·u(t)
ess =
3.ふつう
R(s)+K(s + 4)(s + 5)C(s)−

単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 4)(s + 5)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 10 % となるゲイン K を求めなさい。

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

入力 r(t) = 2 + 4t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5/(s(s + 4)(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) = 5/(s(s + 4)(s + 10))r(t) = 2 + 4t
ess =
5.むずかしい
R(s)+Kp​ + Ki​/s1s + 4C(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) = 1/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 3 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。

G(s) = 1/(s + 4)ωₙ = 3 rad/sζ = 1
Kp =
6.むずかしい
r(t) = 5t+1 + 2/s20(s + 2)(s + 5)C(s)−

PI 制御器 C(s) = 1 + 2/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 20/((s + 2)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。

C(s) = 1 + 2/sG(s) = 20/((s + 2)(s + 5))r(t) = 5t
ess =

解答

  1. 1. Kp = 1.25
  2. 2. ess = 5
  3. 3. K = 180
  4. 4. ess = 32
  5. 5. Kp = 2
  6. 6. ess = 1.25

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。