Metoda požadovaného rozložení pólů uzavřeného obvodu

 

Tato metoda používá konstrukce kořenového hodografu a dává výsledky spíše kvalitativního než kvantitativního charakteru. Je vhodná pro návrh struktury korekčních členů (tj. typu jejich přenosové funkce). Hlavní pozornost je samozřejmě věnována dominantním pólům. Stanovíme-li požadavky na tlumení uzavřeného obvodu, vymezíme tím současně v rovině „p“ oblast, ve které mohou dominantní (i ostatní) póly ležet. V některých případech – zvláště u systémů vyšších řádů – volíme větší hodnoty tlumení dominantních pólů. Zrychlení odezvy se projeví posunem pólů ve směru záporné reálné poloosy (od imaginární osy vlevo).

 

 

Kořenový hodograf

 

Přenos otevřené smyčky pro konstrukci kořenového hodografu je

,

kde –ai jsou póly přenosu Fo(p) a –bi jsou jeho nuly. r a s jsou řády astatismu regulátoru a soustavy a m a n jsou řády čitatele a jmenovatele přenosu Fo(p).

Známe-li polohu nul a pólů otevřené smyčky, můžeme na jejich základě hledat póly uzavřeného obvodu. Vycházíme z charakteristické rovnice

1 + Fo(p)  = 0 .

Kořeny této rovnice závisejí na parametrech přenosu Fo(p). Bude-li se měnit zesílení otevřené smyčky Ko, budou se póly pohybovat po křivkách, které se nazývají větve kořenového hodografu. Pro kreslení těchto křivek pro  se používají následující pravidla:

 

1)      Počet větví kořenového hodografu je roven n a hodograf je symetrický podle reálné osy, neboť každému komplexnímu kořenu je vždy přiřazen člen komplexně sdružený.

2)      Větve hodografu začínají pro Ko = 0 v pólech ai přenosu otevřeného obvodu.

3)      Pro končí m větví v nulách bi přenosu Fo(p) a zbylých n-m větví v nekonečnu.

4)      Větve končící v nekonečnu se blíží k asymptotám, které svírají s reálnou kladnou poloosou úhly

5)      Průsečík asymptot s reálnou osou je

6)      Bod na reálné ose je součástí kořenového hodografu tehdy, leží-li vpravo od něj lichý počet nul a pólů přenosu Fo(p).

7)      Protíná-li hodograf imaginární osu, znamená to, že systém je možno odpovídajícím zesílením Ko uvést na mez stability.

8)      Průsečík hodografu s reálnou osou je mezi dvěma póly, mezi nimiž není nula a vpravo od něj je lichý počet nul a pólů přenosu Fo(p).