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今日高校で、減衰係数が 0<ζ<1のよくあるシステムG(s)= ω^2/(s^2+2ζωs+ω^2)の行き過ぎ時間はTpは、Tp=π/ω√(1-ζ^2) 
で与えられるという内容を教えてもらったんですが、この行き過ぎ時間Tpが何故このような式で与えられてるかよく分からないまま進まれて困っています。
証明がのってるようなサイトを探しているんですが、中々見当たらないです。

証明または証明がのっているようなサイトを教えて下さい。よろしくおねがいします。

A 回答 (2件)

こんばんわ。

伝達関数の入力を R(s)、出力をC(s)とすると、

G(s)= C(s)/R(s) = ω^2/(s^2+2ζωs+ω^2)   (1)

この式を書き直して、

  C(s) = (ω^2/(s^2+2ζωs+ω^2)*R(s)     (2)

ここで入力がステップ入力とするとR(s)は

  R(s) = 1/s

と表されるので出力は

  C(s) = ω^2/(s(s^2+2ζωs+ω^2)     (3)

を得る。この式(3)を逆ラプラス変換すると

  G(t)= 1-(1/β)*EXP(-ζωt)*sin(ωβt + θ)   (4)

ここで β = √(1 - ζ^2)でかつ θ= ATAN(β/ζ)


ステップ応答におけつ出力のピークはしき(4)を微分したその式がゼロになる
時(関数の最大値ではその関数の微分係数がゼロになる)の時間Tpを求めればよい。

式(4)を微分した結果は

 dCt)/dt = (ω/β)*EXP(-ζωt)sin(ωβt)  (5)

と求まる。式(5)は ωβt = π の時にゼロに等しくなります。したがって
ピークタイムTpは

  Tp = π/(ω√(1 - ζ^2))

と求まります。
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一例ですが…。


  ↓
 参考URL
  

参考URL:http://ps.eei.eng.osaka-u.ac.jp/funaki/notes/cla …
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