自動制御 8.制御系の安定判別法(ナイキスト線図) 前回の記事は こちら 要チェック! 一瞬で理解する定常偏差【自動制御】 自動制御 7.定常偏差 前回の記事はこちら 定常偏差とは フィードバック制御は目標値に向かって制御値が変動するが、時間が十分経過して制御が終わった後にも残ってしまった誤差のことを定常偏差といいます。... 続きを見る 制御系の安定判別 一般的にフィードバック制御系において、目標値の変動や外乱があったとき制御系に振動などが生じる。 その振動が収束するか発散するかを表すものを制御系の安定性という。 ポイント 振動が減衰して制御系が落ち着く → 安定 振動が持続するor発散する → 不安定 安定判別法 制御系の安定性については理解したと思いますので、次にどうやって安定か不安定かを見分けるのかについて説明します。 制御系の安定判別法は大きく2つに分けられます。 ①ナイキスト線図 ②ラウス・フルビッツの安定判別法 あおば なんだ、たったの2つか。いけそうだな! ラウスの安定判別法（例題：安定なKの範囲1） - YouTube. 今回は、①ナイキスト線図について説明します。 ナイキスト線図 ナイキスト線図とは、ある周波数応答\(G(j\omega)\)について、複素数平面上において\(\omega\)を0から\(\infty\)まで変化させた軌跡のこと です。 別名、ベクトル軌跡とも呼ばれます。この呼び方の違いは、ナイキスト線図が機械系の呼称、ベクトル軌跡が電気・電子系の呼称だそうです。 それでは、ナイキスト線図での安定判別について説明しますが、やることは単純です。 最初に大まかに説明すると、 開路伝達関数\(G(s)\)に\(s=j\omega\)を代入→グラフを描く→安定か不安定か目で確認する の流れです。 まずは、ナイキスト線図を使った安定判別の方法について具体的に説明します。 ここが今回の重要ポイントとなります。 複素数平面上に描かれたナイキスト線図のグラフと点(-1, j0)の位置関係で安定判別をする. 複素平面上の(-1, j0)がグラフの左側にあれば 安定 複素平面上の(-1, j0)がグラフを通れば 安定限界 (安定と不安定の間) 複素平面上の(-1, j0)がグラフの右側にあれば 不安定 あとはグラフの描き方さえ分かれば全て解決です。 それは演習問題を通して理解していきましょう。 演習問題 一巡(開路)伝達関数が\(G(s) = 1+s+ \displaystyle \frac{1}{s}\)の制御系について次の問題に答えよ.
著者関連情報 関連記事 閲覧履歴 発行機関からのお知らせ 【電気学会会員の方】電気学会誌を無料でご覧いただけます(会員ご本人のみの個人としての利用に限ります)。購読者番号欄にMyページへのログインIDを,パスワード欄に 生年月日8ケタ (西暦,半角数字。例:19800303)を入力して下さい。 ダウンロード 記事(PDF)の閲覧方法はこちら 閲覧方法 (389. 7K)
システムの特性方程式を補助方程式で割ると解はs+2となります. つまり最初の特性方程式は以下のように因数分解ができます. \begin{eqnarray} D(s) &=&s^3+2s^2+s+2\\ &=& (s^2+1)(s+2) \end{eqnarray} ここまで因数分解ができたら,極の位置を求めることができ,このシステムには不安定極がないので安定であるということができます. まとめ この記事ではラウス・フルビッツの安定判別について解説をしました. この判別方法を使えば,高次なシステムで極を求めるのが困難なときでも安定かどうかの判別が行えます. ラウスの安定判別法 4次. 先程の演習問題3のように1行のすべての要素が0になってしまって,補助方程式で割ってもシステムが高次のままな場合は,割った後のシステムに対してラウス・フルビッツの安定判別を行えばいいので,そのような問題に会った場合は試してみてください. 続けて読む この記事では極を求めずに安定判別を行いましたが,極には安定判別をする以外にもさまざまな役割があります. 以下では極について解説しているので,参考にしてください. Twitter では記事の更新情報や活動の進捗などをつぶやいているので,気が向いたらフォローしてください. それでは,最後まで読んでいただきありがとうございました.
\(\epsilon\)が負の時は\(s^3\)から\(s^2\)と\(s^2\)から\(s^1\)の時の2回符号が変化しています. どちらの場合も2回符号が変化しているので,システムを 不安定化させる極が二つある ということがわかりました. 演習問題3 以下のような特性方程式をもつシステムの安定判別を行います. \begin{eqnarray} D(s) &=& a_3 s^3+a_2 s^2+a_1 s+a_0 \\ &=& s^3+2s^2+s+2 \end{eqnarray} このシステムのラウス表を作ると以下のようになります. \begin{array}{c|c|c|c} \hline s^3 & a_3 & a_1& 0 \\ \hline s^2 & a_2 & a_0 & 0 \\ \hline s^1 & b_0 & 0 & 0\\ \hline s^0 & c_0 & 0 & 0 \\ \hline \end{array} \begin{eqnarray} b_0 &=& \frac{ \begin{vmatrix} a_3 & a_1 \\ a_2 & a_0 \end{vmatrix}}{-a_2} \\ &=& \frac{ \begin{vmatrix} 1 & 1 \\ 2 & 2 \end{vmatrix}}{-2} \\ &=& 0 \end{eqnarray} またも問題が発生しました. 今度も0となってしまったので,先程と同じように\(\epsilon\)と置きたいのですが,この行の次の列も0となっています. ラウスの安定判別法の簡易証明と物理的意味付け. このように1行すべてが0となった時は,システムの極の中に実軸に対して対称,もしくは虚軸に対して対象となる極が1組あることを意味します. つまり, 極の中に実軸上にあるものが一組ある,もしくは虚軸上にあるものが一組ある ということです. 虚軸上にある場合はシステムを不安定にするような極ではないので,そのような極は安定判別には関係ありません. しかし,実軸上にある場合は虚軸に対して対称な極が一組あるので,システムを不安定化する極が必ず存在することになるので,対称極がどちらの軸上にあるのかを調べる必要があります. このとき,注目すべきは0となった行の一つ上の行です. この一つ上の行を使って以下のような方程式を立てます. $$ 2s^2+2 = 0 $$ この方程式を補助方程式と言います.これを整理すると $$ s^2+1 = 0 $$ この式はもともとの特性方程式を割り切ることができます.
2018年11月25日 2019年2月10日 前回に引き続き、今回も制御系の安定判別を行っていきましょう! ラウスの安定判別 ラウスの安定判別もパターンが決まっているので以下の流れで安定判別しましょう。 point! ①フィードバック制御系の伝達関数を求める。(今回は通常通り閉ループで求めます。) ②伝達関数の分母を使ってラウス数列を作る。(ラウスの安定判別を使うことを宣言する。) ③ラウス数列の左端の列が全て正であるときに安定であるので、そこから安定となる条件を考える。 ラウスの数列は下記のように伝達関数の分母が $${ a}{ s}^{ 3}+b{ s}^{ 2}+c{ s}^{ 1}+d{ s}^{ 0}$$ のとき下の表で表されます。 この表の1列目が全て正であれば安定ということになります。 上から3つ目のとこだけややこしいのでここだけしっかり覚えましょう。 覚え方はすぐ上にあるb分の 赤矢印 - 青矢印 です。 では、今回も例題を使って解説していきます!
ラウスの安定判別法(例題:安定なKの範囲2) - YouTube
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Dr. 関塾 (学習塾、進学教室) 東京都中央区日本橋室町1-8-8 ちばやビル 投稿者:くぴちゃん さん 18/07/16 01:02 0 人中、0人の方が、「なっとく」のレビューです。 コメント数 (0) 4 大宮大成校に中1の夏休みから通っています。中1の期末テストで60点台を取ってしまい、娘が危機感を持ち、体験してこの塾に決めました。 通うようになって、計算のスピードが上がりました。数学の点数は安定してきました。 中2の2学期には学年で10番に入ることもできました。 中1、中2の内申点は9教科42とよい方だと思います。 また、英検対策を増コマや長期休みの講習会でしていただき、3級、準2級を取得できました。準2級については勉強を始めた頃は全然受かる感じではなく、検定前には合格するだけの力をつけてくださったので、本当に感謝しております。 中3になった今、受験に向けて頑張っているところです。 春には志望校に合格できていることを祈っています。 この記事を違反報告する この記事の続きを読む 投稿者:Y さん 18/03/30 09:28 5 息子が高校受験でお世話になりました。 中学2年生の一年間、あまり学校に行けておらず、 そのことを塾長さんに相談したところ、 個別指導だから、思い切って学年単位で戻り、 頑張って埋めなおしていこうよ!