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(s)+10(s + 3)s³(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) = 10(s + 3)/(s³(s + 4)(s + 6)) です。システムの型 N はいくつですか。

G(s) = 10(s + 3)/(s³(s + 4)(s + 6))
N =
3.ふつう
r(t) = 1t+Ks(s + 4)C(s)−

G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t に定常偏差 0.5 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 + 4))r(t) = 1tess = 0.5
K =
4.ふつう
r(t) = 1·t²/2+4(s + 2)s²(s + 2)C(s)−

放物線入力 r(t) = 1·t²/2 が、G(s) = 4(s + 2)/(s²(s + 2)) 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) = 4(s + 2)/(s²(s + 2))r(t) = 1·t²/2
ess =
5.むずかしい
R(s)+K = 44s(s + 6)C(s)−

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) = 4/(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) = 4/(s(s + 6))K = 4
%OS = %
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 = 10 rad/s、ζ = 0.7 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 = 10 rad/sζ = 0.7
Ki =

解答

  1. 1. Kp = 1.25
  2. 2. N = 3
  3. 3. K = 8
  4. 4. ess = 0.25
  5. 5. %OS = 2.838 %
  6. 6. Ki = 10

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。