根軌跡に対する極と零点のキャンセルの影響は何ですか?


ベストアンサー

キャンセルは通常、いくつかの制御目標を達成するためにコントローラーを設計するときに行われます(システムの速度、トラッキングエラーを減らすためなど…)。一般的な目標は、遅い極をキャンセルすることです(負の実数部を持つ極、したがって安定していますが、虚軸の近くにあります)。

実用的な制御原理では、コントローラーの伝達関数を使用してゼロを追加する必要があるのは、虚軸からかなり離れた安定した極(実数部が負)をキャンセルする場合のみです

実際のキャンセルは正確ではありません。したがって、不安定な極をキャンセルしようとしないでください(実際の正の半平面(HP))または負の実数の半平面ですが、軸の近くにあります。負のHPのかなり内側の極にキャンセルを適用する場合、キャンセルが完全でなくても、通常、システムの安定性に害はありません(これは実際的なケースです)。

完全なゼロキャンセルを行うという仮説の下で、多くの場合、根軌跡(RL)の形状を大幅に変更します。実際、RLの分析の下でコントローラーを設計するというアイデアは、支配的な極のペアが(コントローラーのパラメーターの適切な値によって)S平面の点に配置されるようにRLのパスを変更することです。制御目標を満たします。支配的な極を(キャンセルする)混乱させると、重要な部分(支配的な極のパス)のRL形状が変更されます。

たとえば、

の根軌跡\ frac {(s + 1/2)} {(s + 1)(s + 3)(s + 5)}

は下にあり、s = -1の近くに遅い極がありますs = -1/2のゼロ:

位置にシフトした後、ゼロで支配的な極をキャンセルする極のs = -1、支配的な極のシナリオが変化し、システムは高速になります。s= -1に極がない場合…

\ frac {1} {(s + 3)(s + 5)}

https://m.wolframalpha.com/input/?i=root+locus+plot+for+transfer+function は、実際の軸の原点に関して少し厄介です。)

HTH

回答

これは、制御システムの分析では絶対に行わないでください。情報の損失があります。これは方程式を単純化するための代数的問題で行われますが、ここではすべての因子がシステムに関する情報を伝達します。

根軌跡プロットは極から始まり、ゲイン0から±∞までの零点で終わります

3つの零点と1つの極がある場合、零点で終わる1つの軌道があり、別の2つの軌道は無限大になるか、漸近的になります。

ここで、ある部分が分子と分母とそれをキャンセルすると、2つの零点があり、極はありません。貴重なものと同じシステムですが、弾道は全くありません。

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