開ループ/閉ループ/順方向伝達関数のアイデアが少し神秘的になっていて、実際には正確ではないように見えるので、ここでもう少し明確にしたかった
入力u u（s）\を持つ動的システムがある場合、出力y y（s）definedは次のように定義されています:transfer frac{y（s）}{u（s）}=g（s）transfer
伝達関数で記述された動的システムは理想化され、一般化され、抽象化され、多くの異なるシステムを同じ伝達関数で記述できます。 伝達関数から、制御技術者の観点からシステムについて知る必要があるすべてを理想的に見つけることができますが、そうではないことがよくあ伝達関数は安定で不安定になる可能性があります:
- 安定-すべての極は負
- DCモーター（軸速度、電機子電流）
- 室温です。..
- 不安定-少なくとも一つの極が正またはゼロに等しい
- 倒立振子
- プレート上のボール
- セグウェイ、Onewheel、。.
一般的には、伝達関数の動作、極と零点、時定数と特性周波数が異なるため、それらを必要とするため、コントローラが必要です。 上記のように定義された物理システムに適用できる制御には、次の2つのタイプがあります:
- 開ループ制御
- 閉ループ制御
開ループ制御
開ループ制御手順は、制御変数の測定に依存せず、システムの動作がよく知られており、決定論的であることを前提としているため、出力値\y y(s)\.で何が起こるかを知らずに制御することができます。
のオープンループ伝達関数も極的に取り組むことによって伝達関数)をつくりと入力\$u(s)\$出\$y(s)\$がセットポイント参考値の出力\$r(s)\$、\$y(s)\$:$$\frac{y(s)}{r(s)}=C(s)G(s)$$
の極零点のコントローラー\$C(s)\$で調整することができ行動の完全なシステムでも安定化することで、理論。 理論的には、開ループ手順の完全な制御器は次のようになります:C C（s）=\frac{1}{g（s）}g)} $$
しかし、理論的には、システムには不確実な確率的擾乱\d d（s）\youがあり、予想できないということです。 そしてもっと重大に測定なしで償うことができない。 これらの外乱は、測定ノイズとして単純なものである可能性がありますが、はるかに複雑で有害なものである可能性があります。
システムの確率的部分の部分を補償できるようにするには、何らかの測定を導入する必要があります。 したがって、”制御ループを閉じる”必要があります。
閉ループ制御
閉ループ制御はどこにでもあり、合成手順と解析フレームワークがよく説明され、文書化されています。 次の図は、単純な一般的な閉ループブロック図を示しています。
閉ループの完全な伝達関数は次のように導出されます:$ $d（s）=0$ $ $ $y（s）=\bigc（S）G（s）$ $ $ $y（s）\big=r（s）c（s）g（s）frac\frac{y（s）}{r（s）}=\frac{c（s）g（S）}{1+c（S）g（S）}g)} $$
通常、コントローラ\C（s）.を設計するときは、ボード線図、ナイキスト線図、根軌跡、補償アルゴリズム、ループ整形などを使用して、開ループ伝達関数の極と零点を設
これを理解する最も簡単な方法は、閉ループ伝達関数の分母を見ると分かります。Transfer1+c（s）g（s）=1+g_{open\、loop}transfer伝達関数があるときに通常行うことは、分母の根-極を評価することです。 新しい伝達関数の動作がどのようになるかを知りたい場合は、次の式を解く必要があります。$ $1+C（s）g（s）=1+C（s）g（s）=1+C（s）g（s）=1+C（s）g（s) = 0 $$
閉ループ伝達関数の極と零点を適切に配置することで、次のようなシステム内の多くの不確実で確率的な影響を回避することができます:
- 未知の外乱
- 未知のパラメータ
- 未知のダイナミクス
- システム非線形性
いくつかのチュートリアルに従って、手順が何であり、閉ループ法を使用Mathworksのチュートリアルは、これらの目的に最適です。