• ベストアンサー

フィードバック制御系に単位ステップ入力が加わった時の出力

R(s)+→○→[G]―●→C(s)     -↑     |        ̄ ̄[H] ̄ 上のフィードバック制御系で G=K/{s(s+2)}、H=1/(Ts+1)で T=0,K=1の時、目標値R(s)として単位ステップ入力u(t)が加わった時の出力c(s)の実時間応答(インディシャル応答)c(t)を求めよ。 という問題があるのですが 単位ステップ入力u(t)というのが何処にどのように加わるものなのかがよくわからないので教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • ymmasayan
  • ベストアンサー率30% (2593/8599)
回答No.2

ymmasayanです。 >R(s)をR(s)+u(t)にすればいいということですか? そのとおりです。参考URLもご覧ください。(ステップ応答)

参考URL:
http://www.rkcinst.co.jp/ondo/ondo-j2.htm
mahiro19
質問者

補足

問題の答えにR(s)、u(t)が一緒にあると駄目ですよね? 答えを出してみたら c(t)=1/{s(s+2)+1}{r(t)+u(t)}になったんですが これでいいのでしょうか?

その他の回答 (2)

  • gukky
  • ベストアンサー率28% (17/60)
回答No.3

単位ステップ入力とは、t=0において入力が0→1に変化する入力で、t<0では0、t>0では1となります。 場所は、ご質問に書かれているようにR(s)がステップ入力となります。 これは、制御系の応答を確認する方法の1つでステップ応答とインパルス応答の2種類がよく使われます。 ご質問に描かれている制御系の伝達関数は直ぐにわかると思うので、F(s)としましょう。 #これがどのようになるかは自分で考えてください。 で、ステップ応答の出力はF(s)*1/sとなります。 時間応答ですから、これをラプラス逆変換すれば答えとなります。 尚、通常は C(s)=F(s)*R(s) とかけますから、このR(s)がステップ応答のときは1/sとなるわけで、ステップ応答をラプラス変換したものが1/sということです。

mahiro19
質問者

補足

c(t)=te^(-t)となったんですがどうでしょうか?

  • ymmasayan
  • ベストアンサー率30% (2593/8599)
回答No.1

問題に書いてあるとおりです。 >目標値R(s)として単位ステップ入力u(t)が加わった時の つまり,R(s)が0(必ずしも0でなくても良いが)で系が安定している状態で、 R(s)をいきなりuだけ増やすわけです。

mahiro19
質問者

補足

R(s)をR(s)+u(t)にすればいいということですか?

関連するQ&A

  • フィードバック制御系について

    次の図1、2のフィードバック制御系について教えてください。 入力u(t)は単位ステップ関数とする。 図の伝達関数を求めると 図1はy(t)={kp/(1+kp)}u(t) 図2はy(t)={(ki/s)/(1+(ki/s)}u(t) となったのですが、これであってますか? 誰かわかる人がいたら教えてください。

  • フィードバック制御

    図Iのようなフィードバック制御系に単位ステップ入力を印加したとき、図IIのような定常偏差が残る応答を示した。この系に補償要素を追加したとき、任意の大きさのステップ入力に対する定常偏差がなくなるものはどれか。 系は、安定な範囲であるものとし、K1、K2はそれぞれ有限な非ぜろの定数とする。

  • 制御工学 単位インパルス応答 単位ステップ応答

    U(s)を入力、Y(s)を出力とする伝達関数 G(s)=(5+12s)/(s^2+8s+41) について単位インパルス応答と単位ステップ応答を求めよ。 という問題があるのですが全くわかりません。 答えのみならず手順も教えていただけると助かります。よろしくお願いいたします。 カテゴリ間違いでしたら申し訳ありません。

  • 制御工学・フィードバック制御系の問題です

    制御工学・フィードバック制御系の問題です 以下の問題がわかりません。 アドバイスお願いします。 C(s)=(k/s)+4, H(s)=1, P(s)=1/(s^2+3s-1)です。 (1)このシステムが安定となるkの範囲をも求めよ。 (2)D(s)=0とする。このシステムが安定となるkの値に対して、目標値が単位ステップ信号,および単位ランプ信号のとき、定常偏差をそれぞれ求めよ。 (3)R(s)=0とする。このシステムが安定となるkの値に対して、外乱が単位ステップ信号,および単位ランプ信号のとき、定常偏差をそれぞれ求めよ。 私が解いたところ、 (2)と(3)の答えがすべて0になってしまいました。さすがに答えがすべて0にならないと思い質問しました。

  • ラプラス変換 単位ステップ応答がよくわかりません

    ラプラス変換で 次の伝達関数で表わされるシステムのインパルス応答g(t)と ステップ応答y(t)を求めよという問題です。 G(s)=2/(s^2+2s+2) 僕はこれをG(s)=2・[1/{(s+1)^2+1}]と変形し ラプラス逆変換の公式から g(t)=2{e^(-t)}sintとしました。 次にこれからステップ応答を求める時に (1){2/(s^2+2s+2)}(1/s)を逆変換するやり方 (2)g(t)を0からtまで積分するやり方 の2通りで求めました。 (1)でやると {2/(s^2+2s+2)}(1/s)=(1/s)-[(s+1)/{(s+1)^2+1}])-[1/{(s+1)^2+1}] と変形できることより、変換の公式をつかって y(t)=u_s(t)-{e^(-t)}cost-{e^(-t)}sintとなりました。 (ただしu_s(t)は単位ステップ応答) 一方(2)でやると y(t)=2∫[0→t][{e^(-t)}sint]dt =1-{e^(-t)}cost-{e^(-t)}sint となって答えが違くなってしまったのですが、"u_s(t)"と"1"のどちらを正解とすればよいのでしょうか。 u_s(t)は「t≧0では1,t<0では0」「1」とは違いますよね。 なんだかわからないのはステップ関数がよくわかってないことが原因の気がします。詳しい方、この解答でよいのかどうかお願いします。

  • 制御工学 ステップ応答 インパルス応答

    インパルス応答を積分するとステップ応答になる・・・ このように本には書かれていたのですが ここがいまいち理解できません ラプラス変換したインパルス入力U(s)は 1  ステップ入力U(s)は 1/s となり これはインパルス入力を1/s倍したものがステップ入力 となっているわけですが t領域:インパルス応答を積分→ステップ応答 s領域:インパルス応答を1/s倍→ステップ応答 こんな感じでいいのでしょうか? なんとなくで理解してるため正確なことがよくわかりません 詳しい方解説お願いします

  • フィードバック制御

    ----G(s)----- | | ---H(s)--- 特性方程式1+G(s)H(s)で表されるフィードバック制御系の 位相特性・ゲイン特性を観測する場合 どの点で測定すればよいのでしょうか? どなたかご教授ください。

  • フィードバック制御系(自動制御)

    自動制御の問題でいくつかわからないところを質問させてください☆ 図のフィードバック制御系について答えよ。です☆ 1. G(s)=1/(s+1)(s+3)であるとき開ループ伝達関数、及び閉ループ伝達関数を求めよ。 2. K=5の場合の閉ループシステムの極を求めよ。 R(s) + E(s)           Y(S) ----→○------→|K|-→|G(S)|-・-----→     - |               |       |                |       ---------- なのですが解る方いましたらご指導のほどお願いします☆(≧ω≦;) 頑張って図を描いてみたんですがこれで解りますでしょうか??

  • フィードバック制御

    伝達関数2K/1+2Kであるシステムに入力uを加えると、 出力yが応答するまで遅れがおるようなのですがなぜですか? またKを大きくしすぎると振動的な振舞が発生するとあるのですがなぜですか? よろしくお願いします。

  • フィードバック制御系において

    Kを正の実数の変数として K・H(s)を開ループゲインとすると 閉ループゲインは G(s)=1/(1+K・H(s)) ですが このとき開ループゲインを決定する変数Kは何と呼ばれるのでしょうか?