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)+C(s)G(s)C(s)−

制御器 C(s) = 2(s + 2)/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 10)) を制御しています。このループのシステムの型 N はいくつですか。

C(s) = 2(s + 2)/sG(s) = 2/(s(s + 10))
N =
2.やさしい
R(s)+2s²(s + 3)(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) = 2/(s²(s + 3)(s + 4)) です。システムの型 N はいくつですか。

G(s) = 2/(s²(s + 3)(s + 4))
N =
3.ふつう
r(t) = 0.5t+2s(s + 2)(s + 10)C(s)−

ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 2/(s(s + 2)(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) = 2/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 0.5t
ess =
4.ふつう
R(s)+K = 251s + 1C(s)−

プロセス G(s) = 5/(1s + 1) を、比例ゲイン K = 2 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) = 5/(1s + 1)K = 2
ess = %
5.むずかしい
R(s)+K = 201s(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) = 1/(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) = 1/(s(s + 6))K = 20
%OS = %
6.むずかしい
R(s)+Kp​ + Ki​/s2s + 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) = 2/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。

G(s) = 2/(s + 4)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.5
Ki =

解答

  1. 1. N = 2
  2. 2. N = 2
  3. 3. ess = 5
  4. 4. ess = 9.091 %
  5. 5. %OS = 5.833 %
  6. 6. Ki = 50

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。