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(t) = 2+K = 45s + 2y(t)−

比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s + 2) を制御しています。大きさ 2 のステップ入力を加えます。出力の最終値 y(∞) を求めなさい。

G(s) = 5/(s + 2)K = 4r = 2
y(∞) =
2.やさしい
R(s)+4(s + 3)s(s + 5)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(s + 5)) です。速度偏差定数 Kv を求めなさい。

G(s) = 4(s + 3)/(s(s + 5))
Kv =
3.ふつう
R(s)+K = 1950.5s + 1C(s)−

プロセス G(s) = 5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 19 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/(0.5s + 1)K = 19
ess = %
4.ふつう
R(s)+K = 100.50.5s + 1C(s)−

プロセス G(s) = 0.5/(0.5s + 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) = 0.5/(0.5s + 1)K = 10
ess = %
5.むずかしい
R(s)+K5s(s + 8)C(s)−

比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にするゲイン K を求めなさい。

G(s) = 5/(s(s + 8))ζ = 0.5
K =
6.むずかしい
R(s)+K5s(s + 2)C(s)−

比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 2)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。

G(s) = 5/(s(s + 2))ζ = 0.8
K =

解答

  1. 1. y(∞) = 1.818
  2. 2. Kv = 2.4
  3. 3. ess = 1.042 %
  4. 4. ess = 16.67 %
  5. 5. K = 12.8
  6. 6. K = 0.3125

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。