古典制御論 のバックアップソース(No.3)

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  • 1 (2015-01-06 (火) 08:06:13)
  • 2 (2015-01-06 (火) 09:32:46)
  • 3 (2015-09-01 (火) 20:46:04)
  • 4 (2015-09-03 (木) 20:59:29)
  • 5 (2017-01-16 (月) 11:14:39)
  • 6 (2022-06-27 (月) 12:56:09)
  • 7 (2022-06-27 (月) 14:59:43)
  • 8 (2022-07-18 (月) 00:39:05)

[[制御]]

*概要 [#gaed9835]
-周波数応答に着目した制御理論

*参考 [#a6484208]
[[octaveスクリプト>http://www2.hwe.oita-u.ac.jp/kikuchilab/Class/ModernControl/HowTouseOctave3.pdf]]

*単語 [#g10e3552]
|特性方程式|1+GHの分子（GHで約分が発生する場合は、G/(1+GH)の分母が特性方程式となる）|
|閉回路伝達関数|G/(1+GH)|
|一巡伝達関数|GH|
|ナイキスト線図|G(jω)H(jω)をωをパラメータとして複素平面に描いた図。|
|根、零点|分子が0|
|極|分母が0|

*安定性 [#i9466ef4]
**伝達関数から直接 [#r9888bed]
-伝達関数の極実部が、すべて0より小さければ漸近安定
--G, Hのみの単純なフィードバックで、かつ、特性方程式(=1+GH)の計算途中で約分が発生しなければ、特性方程式の根実部がすべて0より小さければ漸近安定も導かれる
**ナイキスト線図 [#w5d03c08]
-一巡伝達関数の極の個数と、ナイキスト線図で-1+0jが囲まれる回数が一致していれば安定、そうでなければ不安定。
**ボード線図 [#g4bfe4e1]
-ある周波数の入力がどれくらい増幅されるかを表した図
-ボード線図の見方
--いきなり位相がずれてる=反応が遅れるんだ。ということはあんまりはやい動きをさせようとすると逆の動きをするかも
--Kpをかけると何が起きる？：位相が変わらない。値を上げていくとだんだん上がったり下がったりする。
--Kiをかけると何が起きる？：位相が逆方向に動く
--Kdをかけると何が起きる？：位相が進む。でも高周波だと途中から0dBより上がっているので、ノイズを増幅してしまう
--時間応答だけ見てやると、ピークを見逃して悲しいので、ボード線図は必ず見る。
--つまり、状態空間から必ず伝達関数にして、ボード線図をみる！！
-ボード線図の読み取り方＝「安定余裕」
--ゲイン180度でゲインが1以上だと死ぬ->逆に、その時に1以下なら任意の周波数で発振はしない
--0とクロス時の時に180度までがでかいとうれしい、180度より下だとやばい


*離散化 [#q3519ab9]
-連続離散の変換
--連続積分に相当する離散積分Discrete-time Integrator(K Ts / (z-1)),
--連続微分に相当する離散微分Discrete Derivative(K(z-1)/Ts z)が存在する
--実装は2_CtrlDesign->2_misc->PID_ctrlに単純な積分器と単純な微分器の原理も含んだ詳細なモデルが書かれているので参考になる。（''単純なオイラー法''）
-一般には連続->離散双一次変換
--連続は左平面
--離散の場合は根は単位円に
--これらの写像を行う

*疑問 [#c55ec7bb]
-根軌跡法
-実際の設計方法
--そもそも1変数だから普通の問題に対しては使えそうにない。周波数応答を見たいときにしか使えない？
-プログラミングとのつながり
--z変換とプログラミング可能性について
-入力から出力だけではなく、ノイズから出力などの伝達関数も計算可能。これは必ず習得したい。