応答特性

応答特性は、制御系へ目標値・入力・外乱を与えたとき、出力が時間とともにどのように変化するかを表す性質で、速応性、減衰、振動、定常精度などから評価します。

■ 試験で押さえるポイント

• ステップ入力に対する過渡応答では、遅れ時間、立上り時間、ピーク時間、オーバシュート、整定時間などで目標付近へ到達する速さと振動を測ります。

• 過渡状態が収まった後は、目標値と出力の差である定常偏差を評価します。速く応答しても偏差が残れば定常精度は低い場合があります。

• ゲインを高めると一般に応答を速め偏差を減らせますが、オーバシュートや振動を増し安定余裕を失うことがあるため、速さ・精度・安定性を調整します。

• 時間応答だけでなく、周波数を変えた正弦波入力に対するゲインと位相の周波数応答でも、帯域や安定余裕を評価します。

■ 選択肢での判断ポイント

立上り時間、オーバシュート、整定時間、定常偏差の意味を区別します。最大値が目標値を越える割合がオーバシュートです。

例: 目標100に対し最大110まで上がり、その後98〜102へ5秒で収まるなら、オーバシュートは$(110-100)/100\times100=10\%$、2%整定時間は5秒です。