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技術士一次試験 専門科目 機械部門 R2 Ⅲ-14

令和2年

Ⅲ-14

図に示すようにある動的システムのステップ応答がある。図中の(ア)~(ウ)に当てはまる語句の組合せとして、最も適切なものはどれか。ここで、y0は定常値である。

 

 

解答

 

解説

[周辺知識]

本問題を解くのに直接必要な知識ではありませんが、インパルス関数δ(t)(ある時間に瞬間的に∞の入力)、ステップ関数u(t)(ある時間までは入力がゼロ、ある時間から入力が1となる。ゼロイチの入力)、ランプ応答f(t)(時間に比例した入力)の3つは覚えておきましょう。図14.1参照。

 

δ(t)=∞(t0) 、 0t0

 ⇒ラプラス変換F(s)=1

 

(t)=1t0) 、 0t<0

  ⇒ラプラス変換F(s)=1/s

 

(t)=tt0) 、 0t<0

  ⇒ラプラス変換F(s)=1/s2

 

 

立ち上がり時間とは定常値までの10%から90%までの時間差のことを言います。すなわち0.1y0から0.9y0までの時間差のことです。

 

行き過ぎ時間とは応答が定常値を超えて迎える最大値までの時間のことを言います。すなわちymaxまでの到達時間のことです。

 

 

 

整定時間とは応答が定常値からの許容範囲(通常は±5%)に納まるまでの時間を言います。すなわち0.95y01.05y0に納まるまでの時間のことです。