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) = 1+K = 31s + 2y(t)−

比例制御器 K = 3 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s + 2) を制御しています。大きさ 1 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) = 1/(s + 2)K = 3r = 1
y(∞) =
2.やさしい
R(s)+2(s + 2)(s + 1)(s + 2)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(s + 2)/((s + 1)(s + 2)) です。位置偏差定数 Kp を求めなさい。

G(s) = 2(s + 2)/((s + 1)(s + 2))
Kp =
3.ふつう
r(t) = 4t+4(s + 3)s(s + 5)C(s)−

ランプ入力 r(t) = 4t が、G(s) = 4(s + 3)/(s(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) = 4(s + 3)/(s(s + 5))r(t) = 4t
ess =
4.ふつう
r(t) = 1t+5s(s + 2)(s + 4)C(s)−

ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 5/(s(s + 2)(s + 4)) 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 + 2)(s + 4))r(t) = 1t
ess =
5.むずかしい
R(s)+K = 505s(s + 4)C(s)−

比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。

G(s) = 5/(s(s + 4))K = 50
tp = s
6.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 = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。

G(s) = 5/(s(s + 8))ζ = 0.8
K =

解答

  1. 1. y(∞) = 0.6
  2. 2. Kp = 2
  3. 3. ess = 1.667
  4. 4. ess = 1.6
  5. 5. tp = 0.2003 s
  6. 6. K = 5

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。