技術士一次試験 機械部門 令和6年 Ⅲ-13 解答・解説|極と零点による安定判別

令和6年度 技術士第一次試験 機械部門 専門科目 Ⅲ-13 問題文 与えられた伝達関数を持つ系の安定性に関する記述を選ぶ問題

技術士一次試験・選択問題の解答例を公開!解答の考え方やポイントも解説。

効率的な学習と合格戦略をPMEがサポートします。

技術士一次試験の受験指導も行います。無料相談・申し込みページよりご連絡ください

令和6年度 技術士第一次試験 機械部門 専門科目 Ⅲ-13 問題文 与えられた伝達関数を持つ系の安定性に関する記述を選ぶ問題
技術士一次試験 機械部門 令和6年 Ⅲ-13 解説 正答② 分母をゼロとおいて極を求め すべて負なので安定と判定する
目次

正答

② 2つの極(根)が負の値(−2、−3)を持つから、この系は安定である

解き方のポイント

極と零点の定義、そして安定性を決めるのは極だけという2点を問う問題です。

まず定義を正確に押さえてください。

零点(ゼロ点)… 分子=0 となるsの値・(ポール)… 分母=0 となるsの値

そして安定判別の基準は 「すべての極の実部が負ならば安定」 です。零点は安定性に関係しません。

この問題では分母を因数分解します。

s²+5s+6=(s+2)(s+3)=0 ⇒ s=−2、−3

2つの極はどちらも負なので、この系は安定です。したがって②が正答になります。

各選択肢の誤りを確認します。①は極の符号を取り違えています(−2, −3であって2, 3ではありません)。③は極の値は正しいのに結論が逆です。④⑤は零点で安定性を論じている点が誤りです。分子 s−2=0 より零点はs=2ですが、これが正でも系は安定です。

零点は応答の形(オーバーシュートの出方など)に影響しますが、発散するかどうかには関与しません。 ここが引っかけの本体です。

この問題で問われている知識

極(ポール)/零点(ゼロ点)/安定判別/伝達関数/特性方程式

令和6年度 技術士第一次試験 機械部門 専門科目 Ⅲ-13 問題文 与えられた伝達関数を持つ系の安定性に関する記述を選ぶ問題

この記事が気に入ったら
いいねしてね!

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!
目次