ZeroPole
ContinuousZeroPole 方块通过系统的零点和极点来表示传递函数:
H(s) = K · (s - z₁)(s - z₂)...(s - zₘ) / (s - p₁)(s - p₂)...(s - pₙ)
这种形式在控制系统设计、稳定性分析和频率响应可视化中非常直观。
数学模型
其中:
- z₁, z₂, ..., zₘ:零点(分子多项式的根)
- p₁, p₂, ..., pₙ:极点(分母多项式的根)
- K:静态增益
输入与输出
| Direction | ID | Label | 类型 | Status |
|---|---|---|---|---|
| → In | in |
Input | number | Required |
| → In | reset |
Reset | number | Required |
| ← Out | out |
Output | number | Output |
参数
| 参数 | Label | 类型 | 默认值 | 描述 |
|---|---|---|---|---|
zeros |
Zeros (space-separated real parts) | polynomial | -1 |
|
poles |
Poles (space-separated real parts) | polynomial | -2 |
|
gain |
Gain (K) | number | 1 |
|
initialCondition |
Initial Condition | number | 0 |
使用示例
示例 1:简单低通滤波器
Zeros: (empty)
Poles: "-1"
Gain: 1
表示传递函数 H(s) = 1/(s+1),截止频率为 1 rad/s 的一阶低通滤波器。
示例 2:超前补偿器(相位提升)
Zeros: "-1"
Poles: "-5"
Gain: 5
表示 H(s) = 5(s+1)/(s+5),常用于经典控制设计中提高相位裕度。
示例 3:共轭复数极点(欠阻尼系统)
Zeros: (none)
Poles: "-1+1.732j, -1-1.732j"
Gain: 1
表示阻尼比 ζ ≈ 0.5、固有频率 ωₙ ≈ 2 rad/s 的欠阻尼二阶系统。
说明与最佳实践
- 共轭对:实系数系统的复数极点和零点必须成共轭对给出
- 稳定性:稳定系统的所有极点必须具有负实部;虚轴上的极点为临界稳定
- 增益 K:调节整体幅值,不改变相位或零极点位置
- 无零点情况:省略零点将被视为全极点系统;空分子仅保留增益 K
- 高阶系统:极点超过约 20 个时可能会出现数值精度问题;建议进行模型降阶或使用状态空间形式
相关模块
TransferFunction- 分子/分母多项式形式StateSpace- 状态空间实现Integrator/Derivative- 自定义极点构建Bode(后续规划) - 频率响应可视化