• 締切済み

制御工学のラプラス変換について

ラプラス変換の問題で質問お願いいたします。 g(t)=u(t)-u(t-T)のときg(t)をラプラス変換せよ。 解答の途中を見ると以下のようになっています。 G(s)=∫(0→∞) g(t)e^-st dt=∫(o→T) 1・e^-st dt g(t)の部分が何故1になるのかわからないのですが、教えて頂けないでしょうか?

みんなの回答

  • zeta0208
  • ベストアンサー率45% (17/37)
回答No.3

u(t) はt=0にスイッチオンして、値が0 (off) から1 (on) に変わるような関数 u(t-T) はt=Tにスイッチオンして、値が0 (off) から1 (on) に変わるような関数 つまり g(t)=はu(t)-u(t-t) は t=0にスイッチオンしてt=Tにスイッチオフとなる関数であるのはグラフを書いてみればすぐに判ると思いますよ。

  • info22_
  • ベストアンサー率67% (2650/3922)
回答No.2

>g(t)の部分が何故1になるのかわからないのですが、教えて頂けないでしょうか? g(t)=u(t)-u(t-T) u(t)=0(t<0), =1(t≧0) u(t-T)=0(t<T), =1(t≧T) なので g(t)=1(0≦t≦T), =0(その他のt) つまり、積分区間(0→T)で g(t)=1, 積分区間(T→∞)で g(t)=0 です。 従って >G(s)=∫(0→∞) g(t)e^(-st)dt=∫(0→T) 1・e^(-st)dt =(1/s){1-e^(-sT)} となる分けです。

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.1

実は「g(t)の部分が1になる」以外に変わった点があるわけですが.... そもそも「u(t)」ってなんでしょうか?

関連するQ&A

  • ラプラス変換を用いた制御の問題のコト

    g(t)=2 (0≦t≦1) , g(t)=0 (1≦t≦∞) 上記のようなインパルス応答をもつ要素に、 u(t)=1 (0≦t≦1) , u(t)=-1 (1≦t≦3) , u(t)=0 (3≦t≦∞) という入力を加えたときの応答を計算せよ。 (1)ラプラス変換を用いる方法 (2)たたみこみ積分を用いる方法 という問題なんですが、やるのを忘れてて、ピンチなんです。(明日提出) カンペキに回答して頂かなくても結構なので、解き方というか、 ヒントだけでもおねがいします。 一応これから、徹夜で解く努力はするつもりなんですが、 自信がないということで、書き込みました。 ―――――――――――― (1)についての試み インパルス応答から伝達関数を求めようと思って、 伝達関数をG(s)として、 G(s)=int_0^1{2e^(-st)}dt + int_1^∞{0}dt (LaTeX風の書き方です) とやって、伝達関数を求めて、 さらに、u(t)のラプラス変換をU(s)として、 U(s)を、G(s)と同じような方法で求めて、 Y(s)=G(s)*U(s)より応答のラプラス変換を求めて、それを逆ラプラス変換 しようと思ったら、逆ラプラス変換でけへんのです... このやりかたは間違ってるのでしょうか?

  • ラプラス変換

    f(t)=tsinwtのラプラス変換が分かりません。 0から∞においてF(t)=∫f(t)*e^-st*dt=∫tsinwt*e^-st*dt=∫(-(1/s)e^-st)'tsinwt*dt=[-(1/s)]-∫(-1/s)e^-st)(sinwt+wtcoswt)*dtまで解いたんですが、これを展開するとまた延々同じ事の繰り返しになってしまい、どう解いたらいいか分かりません・・・。 分かる方、お願いします。

  • 畳み込み積分のラプラス変換

    畳み込み積分      f * g = ∫[0,t] f(τ) g(t-τ) dτ のラプラス変換が式      L[f * g] = L[f(t)]L[g(t)] の性質を満たすことを示そう。 L[f * g] = ∫[0,∞] (f * g) e^(-st) dt      = ∫[0,∞] {∫[0,t] f(τ) g(t-τ) dτ} e^(-st) dt     ←ここから      = ∫[0,∞] f(τ) {∫[τ,∞] g(t-τ) e^(-st) dt } dτ      = ∫[0,∞] f(τ) {∫[0,∞] g(u) e^{-s(u+τ)} du } dτ   ←ここまで      : (これ以降は理解できました)      = L[f(t)]L[g(t)] ・・・という例が本に載っています。 途中をどうやって計算しているのかが分かりません。 自分で考えてみますと、      = ∫[0,∞] {∫[0,t] f(τ) g(t-τ) dτ} e^(-st) dt      = ∫[0,∞] f(τ) {∫[τ,∞] g(t-τ) e^(-st) dt } dτ の間は、内側と外側の積分を交換したみたいですね。 ただ、その際に      ∫[0,t]が外側に行って∫[0,∞]      ∫[0,∞] が内側に行って{∫[τ,∞] に変換されています。ここがまず分かりません。 次に      = ∫[0,∞] f(τ) {∫[τ,∞] g(t-τ) e^(-st) dt } dτ      = ∫[0,∞] f(τ) {∫[0,∞] g(u) e^{-s(u+τ)} du } dτ の間は      u = t-τ と置いて、      t = u+τ とも置いているようです。 でも、それらを適用しただけだと      = ∫[0,∞] f(τ) {∫[τ,∞] g(u) e^{-s(u+τ)} du } dτ と、∫[τ,∞]の開始点はτのままになってしまいますよね? なぜ、0になってしまったのでしょうか? 多変数の微積分のところで二つの積分を重積分にするのをやりましたが、すっかり忘れました。 復習の意味も込めて教えてください。お願いします。

  • 逆ラプラス変換について

    こちらの質問は、以下のURLで投稿させて頂いた問題の続きに当たります。 http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4837739.html Tは正の実数です。 G(s) = 2T{e^(-sT) -e^(-2sT)} +{1 -e^(-2sT)}/s  以上の式を逆ラプラス変換すると、 g(t) = 2TH(_T)(t)δ(t-T) -2TH(_2T)(t)δ(t-2T) +1 -H(_2T)(t) となるので正しいのでしょうか。H(_a)(t)はヘヴィサイドの単位関数で、aが添え字を表しています。 (1)e^(-as)F(s)を逆ラプラス変換するとH(_a)(t)f(t-a)となり、1を逆ラプラス変換でδ(t)なので、e^(-sT)を逆ラプラスするとH(_T)(t)δ(t-T)となると考えた。 (2)H(_a)(t)f(t-a)となるが、{e^(-sT)}/s なら1/sが定数1と変換されるため、H(_2T)(t)に変換されると考えた。 上記2点がはっきりしません。どなたかお教え下さい。

  • ラプラス変換の問題

    f(t)が、t<aのとき0、t=aのとき1/2、t>aのとき1 をラプラス変換せよという問題ですが、 F(s)=∫[a→∞]e^(-st)dt={e^(-as)}/s としたのですが間違っているようです。 何故なのかどなたかご教授下さい。

  • E(t)のラプラス変換

    http://www.ice.tohtech.ac.jp/~nakagawa/laplacetrans/Laplace9_1.htm のサイトでラプラス変換を勉強しています。 その中の6ですが、 ∫e^(-st) E dt = E ∫e^(-st) dt = E / s となっています。 しかし、EはE(t)なので、 ∫e^(-st) E(t) dt となり、部分積分が必要ではないでしょうか?ここがよく分かりません。 どうぞよろしくお願いします。

  • ラプラス変換について

    1.ラプラス変換Y(s)の求め方を教えて下さ い。 (1) y(t) = 10 + 5t (2) y(t) = 5e^-t ー e^-5t (3) y(t) = Asinat + Bcosbt 2.ラプラス変換して、伝達関数G(S) (X(S)/F (s))の求め方を教えて下さい。初期値 は0です。 (1) 2x(t) +10dx(t)/dt=f(t) (2) x(t) +1/5∫x(t)dt=f(t) (3) 2d^2 x(t)/dt^2 +10dx(t)/dt +5x(t)=f (t) 3.逆ラプラス変換のやり方を教えて下さ い。 (1) F(s)=17s/(2sー1)(s^2 +4) (2) F(s)=2s+5/s^2+4s+13 (3) F(s)=1/(sー1)^3 以上教えていただけないでしょうか?

  • ラプラス変換

    微分方程式 d^2y/dt^2+2c*dy/dt+y=u のt≧0における解を求めるもので、条件としては u(t)=1(t≧0),0(t<0) y(0)=y'(0)=0 0<c<1 をという問題を解こうをしているのですがどうしても途中で止まってしまいます。 自分では・・・ t≧0における解なのでu=1. 両辺をラプラス変換して (左辺)=s^2L[y(t)]-sy(0)-y'(0)+2c(sL[y(t)]-y(0))+L[y(t)] (右辺)=1/s なので y(t)=L^-1[1/(s^3-2cs^2+s)] というところまで行ったのですが、このラプラス逆変換の仕方がよくわかりません。 どなたかご教授お願いします。

  • ラプラス変換

    次の関数のラプラス変換を求めよという問題を教えてください。 f(x)={1:0<t<T 0:t<0,T<t } という問題です。 時間推移則を適用するのですが、教科書を見ても少ししか説明が書いてなくいまいち、ぱっとわかりません。 解答は、f(x)=u(t)-u(t-T) 時間推移則より L[u(t-T)]=e^(-Ts)・1/s F(s)=1/s - {e^(-Ts)}/s={1-e^(-Ts)}/s

  • 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。