変換対の表を使って F(s) = 3/(s + 3) + 1/s の逆ラプラス変換 f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
解答つきラプラス変換ワークシート
1.やさしい
F(s) = 3/(s + 3) + 1/st = 0.25 s
f(0.25) =
2.やさしい
ある信号 f(t) のラプラス変換が F(s) = (−s + 31)/(s² + 4s + 3) である。初期値の定理を用いて、t = 0 の直後の f(t) の値 f(0⁺) を求めよ。
F(s) = (−s + 31)/(s² + 4s + 3)
f(0⁺) =
3.ふつう
F(s) = (5s + 32)/(s² + 10s + 16) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (5s + 32)/(s² + 10s + 16)
A =
4.ふつう
F(s) = (3s + 18)/(s² + 11s + 28) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (3s + 18)/(s² + 11s + 28)
A =
5.むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 25y = 4u′ + 9u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。
y″ + 6y′ + 25y = 4u′ + 9ut = 0.25 s
g(0.25) =
6.むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 10y = 20·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.1) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 20·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
解答
- 1. f(0.25) = 2.417
- 2. f(0⁺) = −1
- 3. A = 3.667
- 4. A = 2
- 5. g(0.25) = 0.7228
- 6. y(0.1) = 0.7961
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