강의노트 코시의 편각 원리

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코시의 편각 원리(Cauchy's Principle of the Arguments)

벡터표현

(B-A)는 점A에서 점B까지 가는 벡터로 표현할 수 있다.

포함

어느 영역이 포함되어있는 곳인가? A 혹은 B. 포함되는 영역은 임의로 정하는 것이다.

여기에서는 기준을 영점인 경우 시계방향으로 움직이면서 오른쪽이 포함되고 극점인 경우 반시계방향 움직이면서 왼쪽이 포함된다.

편각의 원리

s-평면 위의 임의의 폐곡선(Γ\Gamma )는 G(s)G(s)의 영점이나 극점을 지나지 않는 곡선으로 정의한다.

s는 곡선(Γ\Gamma )를 따라 움직이며 G(s)=ssoG(s)=s-s_o를 곡선(Γ\Gamma)의 모든 점(s)에대하여 계산한다.

G(s)도 G(s)-평면 위에서 움직이며 폐곡선을 만든다.

so=1+j1s_o=1+j1 s1=1+j1s_1=-1+j1

ss ssos-s_o 1sso \dfrac{1}{s-s_o} ss1s-s_1 1ss1 \dfrac{1}{s-s_1}
0+j2 -1+j - ½-j½ 1+j 0.5-0.5j
1+ j2 0+j -j 2+j 0.4-0.2j
2+j2 1+j ½-j½ 3+j 0.3-0.1j
2+j 1+j0 1 3 0.33+0j
2+j0 1-j1 ½+j½ 3-j 0.3+0.1j
1+j0 0-j j 2-j 0.4+0.2j
0+j0 -1-j -½+j½ 1-j 0.5+0.5j
0+j -1+j0 -1 1 1

엑셀 보조화일 영점, 극점 sos_o가 폐곡선(Γ\Gamma) 영역내에 포함된다.

폐곡선(Γ\Gamma)의 ( 0,0) → (0,1) → (0,2) → (1,2) → (2,2) → (2,1) → (2,0) → (1,0) → (0,0) 시계방향으로 회전시킨다.

폐곡선(Γ\Gamma)의 (0,2) → (1,2) → (2,2) → (3,2) → … → (3,-2) → …→ (-1,-2) → … → (-1,2) → (0,2) 시계방향으로 회전시킨다.

s0=1+j1 s_0=1+j1; s1=2j1s_1= 2-j1; s2=2+j1s_2 =-2+j1; s3=3s_3=-3

(sso)(ss1)(s-s_o)(s-s_1) 1(sso)(ss1)\dfrac{1}{(s-s_o)(s-s_1)} (ss2)(ss3)(s-s_2)(s-s_3) 1(ss2)(ss3)\dfrac{1}{(s-s_2)(s-s_3)}
0+j2 -1-j5 -0.0385+j0.1923 4.0 + 7.0i 0.0615 - 0.1077i
1+j2 -3-j1 -0.3000 + 0.1000i 10.0 +10.0i 0.0500 - 0.0500i
2+j2 -3+j3 -0.1667 - 0.1667i 18.0 +13.0i 0.0365 - 0.0264i
3+j2 -1+j7 -0.0200 - 0.1400i 28.0 +16.0i 0.0269 - 0.0154i
3+j1 2+j4 0.1000 - 0.2000i 30.0 + 5.0i 0.0324 - 0.0054i
3+j0 3+j1 0.3000 - 0.1000i 30.0 - 6.0i 0.0321 + 0.0064i
3-j1 2-j2 0.2500 + 0.2500i 28.0 -17.0i 0.0261 + 0.0158i
3-2j -1-j5 -0.0385 + 0.1923i 24.0 -28.0i 0.0176 + 0.0206i
2-2j -3-j1 -0.3000 + 0.1000i 14.0 -23.0i 0.0193 + 0.0317i
1-2j -3+j3 -0.1667 - 0.1667i 6.0 -18.0i 0.0167 + 0.0500i
0-2j -1+j7 -0.0200 - 0.1400i 0.0 -13.0i 0.0000 + 0.0769i
-1-2j 3+j11 0.0231 - 0.0846i -4.0 - 8.0i -0.0500 + 0.1000i
-1-j 6+j6 0.0833 - 0.0833i 0.0 - 5.0i 0.0000 + 0.2000i
-1+0j 7+j1 0.1400 - 0.0200i 2.0 - 2.0i 0.2500 + 0.2500i
-1+1j 6-j4 0.1154 + 0.0769i 2.0 + 1.0i 0.4000 - 0.2000i
-1+2j 3-j9 0.0333 + 0.1000i 0.0 + 4.0i 0.0000 - 0.2500i

(sso)(ss1) (s-s_o)(s-s_1)

1(sso)(ss1)\dfrac{1}{(s-s_o)(s-s_1)}

(ss2)(ss3) (s-s_2)(s-s_3)

1(ss2)(ss3)\dfrac{1}{(s-s_2)(s-s_3)}

Γ\Gamma곡선이 감싸는 G(s)G(s)의 극점과 영점의 개수와 나이퀴스트 선도가 G(s)-평면에서 원점을 감싸는 횟수와 관계있다.

NZ+NP=N N_Z + N_P = N

여기서, NZN_Z는 s-평면에서 폐곡선(Γ\Gamma)가 감싸는 G(s)G(s)영점의 개수로 양(+)의 값을 가진다.

NPN_P는 s-평면에서 폐곡선(Γ\Gamma)가 감싸는 G(s)G(s)극점의 개수로 음(-)의 값을 가진다.

NNG(s)G(s)-평면에서 나이퀴스트 선도가 원점을 감싸는 횟수이다.

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