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)+4(s + 1)(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) = 4/((s + 1)(s + 10)) です。位置偏差定数 Kp を求めなさい。

G(s) = 4/((s + 1)(s + 10))
Kp =
2.やさしい
R(s)+10(s + 5)s³(s + 1)(s + 8)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 + 5)/(s³(s + 1)(s + 8)) です。システムの型 N はいくつですか。

G(s) = 10(s + 5)/(s³(s + 1)(s + 8))
N =
3.ふつう
r(t) = 1t+Ks(s + 1)C(s)−

G(s) = K/(s(s + 1)) 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 0.2 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 + 1))r(t) = 1tess = 0.2
K =
4.ふつう
r(t) = 3t+20(s + 1)s(s + 5)(s + 10)C(s)−

ランプ入力 r(t) = 3t が、G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 5)(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) = 20(s + 1)/(s(s + 5)(s + 10))r(t) = 3t
ess =
5.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 = 6 rad/s、ζ = 0.6 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 = 6 rad/sζ = 0.6
Ki =
6.むずかしい
R(s)+10 + Kd​s1s(s + 1)C(s)−

PD 制御器 C(s) = 10 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.9 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。

G(s) = 1/(s(s + 1))Kp = 10ζ = 0.9
Kd = s

解答

  1. 1. Kp = 0.4
  2. 2. N = 3
  3. 3. K = 5
  4. 4. ess = 7.5
  5. 5. Ki = 18
  6. 6. Kd = 4.692 s

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。