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DynamicSystems[RootLocusPlot] - 根軌跡 (root locus) プロットの生成
使い方
RootLocusPlot(sys, Krange, opts)
パラメータ
sys
-
System; システムオブジェクト
Krange
(optional) realcons .. realcons; K が動く範囲
opts
(optional) option = value の形式の方程式; RootLocusPlot コマンドのオプション値
説明
RootLocusPlot コマンドはシステムオブジェクト sys のサブシステムの root locus (根軌跡) をプロットします。サブシステムは数値的に評価可能である必要があります。
根軌跡は の根で構成されます。式で、 は sys の選択されたサブシステムの伝達関数、s は周波数変数 (離散的システムでは z)、 はパラメータを表します。
オプションパラメータの Krange は K の範囲を指定します。realcons 型の範囲で、左端の値は右端のより小さい値である必要があります。デフォルトは 0..10 です。
の零点および極はそれぞれ、丸およびクロスでプロットされます。 のとき、 の極は根軌跡上に位置します。 のとき、 の零点は根軌跡上に位置します。
info オプションを使用すると、根軌跡の情報を取得できます。
キーワードパラメータ info の値が名前の場合、根軌跡に関する情報を含む record がその名前に割り当てられます。以下は、record (レコード) に含まれる各フィールドの説明です。
charpoly = polynom
パラメータ を変数としたシステムの特性多項式。 を変化させて得られるその根が根軌跡を構成する多項式です。
deq = equation
dsolve に渡される微分方程式。algorithm = fsolve の場合、このオプション値は です。
G = ratpoly
sys の選択されたサブシステムの伝達関数。
Kbranches = list( realcons )
根軌跡が分岐する の値のリスト。
Kcrit = realcons
の臨界値。charpoly の次数が最大値未満となるK 値です (そのような値は多くても 1 つしかありません) 。臨界値が存在しない場合の値は です。
poles = list( complexcons )
G の分母式の根 (極) のリスト。
zeros = list( complexcons )
G の分子式の根 (零点) のリスト。
オプション
opts 引数は option = value 形式で指定する任意の引数で、option には以下に説明されている名前のいずれかを指定できます。これらの引数はキーワードパラメータで、方程式の左辺がキーワード、右辺がその値です。各キーワードパラメータにはパラメータが渡されない場合に使用する初期値が割り当てられています。
以下は各キーワードパラメータの説明です。各説明の 1 行目は左辺にキーワード、右辺に値の型で引数の形式を示しています。真偽 (truefalse) 型の場合、キーワードのみを渡すことは真 (keyword = true) を渡すことに相当します。
algorithm = dsolve または fsolve
根軌跡を生成するアルゴリズムを選択します。選択肢は dsolve および fsolve で、デフォルトは dsolve です。
dsolve アルゴリズムは、その解が根軌跡をトレースする独立変数 K の微分方程式を生成します。根軌跡の分岐は、各分岐点付近の初期条件で微分方程式を dsolve/numeric に渡すことで生成されます。名前付きオプション method, optimize, stiff, abserr, relerr, initstep, maxstep, および maxfun のうち、1 つでも与えられている場合はそれらも dsolve に渡されます。プロットは plots[odeplot] で生成されます。名前付きの refine オプションが指定されている場合は、これも渡されます。
fsolve アルゴリズムは fsolve を使用して Krange 内で K を増加しながら特性多項式の根を生成します。このアルゴリズムは、同じスロット内の根が根軌跡における 1 つの枝に含まれるよう、根のリストを並べ替えます。軌跡が分岐点に近づくにつれて、適応手法で K の増分を小さくします。
info = name
根軌跡に関する情報を含む record に割り当てる名前。詳細については、「説明」の項を参照してください。
kfrac = positive
K の分岐値または臨界値からの分割距離を指定します。分岐値または臨界値 K の値が Krange に含まれている場合、K の値を中心にした開区間によって範囲が分割されます。frac の値は、臨界値から終了値、もしくは次の分岐値または臨界値までの分割距離になります。デフォルトは 0.000001 です。分岐値は根軌跡が分岐する K の値です。臨界値は特性多項式が退化する (すなわち、次数が通常より低くなる) K の値です。
plotasymptotes = truefalse
true が指定され、かつ根軌跡に漸近線が含まれている場合は漸近線がグレーの点線でプロットされます。デフォルトは true です。
subsystem = [ posint, posint ]
sys のサブシステムを選択します。デフォルトは
例
以下のシステムの場合、fsolve を使用すると dsolve を使用したときよりもかなり早く根軌跡をプロットすることができます(すべてのケースに適用できるものではありません)。
根軌跡が分岐する K の値を求めます。
参照
DynamicSystems, DynamicSystems[RootContourPlot], DynamicSystems[SystemObject], DynamicSystems[ZeroPolePlot]
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