根軌跡法は、伝達関数の分母を因数分解する必要なく、高次システムを解析するための非常に有用なツールです。伝達関数の分母の特性多項式がゼロに等しいとき、システムの極が特定されます。
ある点が根軌跡上にあるかどうかを判断するには、その点に対するすべての極とゼロ点の角度の合計が基準となります。具体的には、この合計は 180 度の奇数倍でなければなりません。根軌跡上の任意の点におけるゲインは、極からその点までの長さの積をゼロ点からその点までの長さの積で割ることで求められます。
ユニティフィードバックシステムの場合、この方法を使用して伝達関数を分析できます。根軌跡上における特定の点の角度は、システムのゼロと極からその点までの角度を合計することによって計算されます。点が根軌跡の一部であるかどうかを確認するには、この合計が 180 度の奇数倍に等しくなければなりません。
ある点が根軌跡上にあることが確認されると、システムの極とゼロ点からその点までの距離を比較することで、その点のゲインを決定できます。これには、各極からその点までの距離の積を計算し、各ゼロ点からその点までの距離の積で割ることが含まれます。
この方法は、制御システムの設計と分析に特に役立ち、エンジニアはシステムパラメータの変化が安定性と応答にどのように影響するかを予測できます。根軌跡を理解することで、エンジニアは望ましいパフォーマンス特性を維持し、さまざまな動作条件にわたって安定性を確保するシステムを設計できます。
要約すると、根軌跡法は、極とゼロ点から特定の点までの角度と距離に焦点を当てることで、高次システムを解析するための体系的なアプローチを提供します。この手法は、さまざまなゲインでのシステムの安定性とパフォーマンスを確認するのに役立ち、制御システムの設計と解析に不可欠なツールとなっています。
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