Дробово-раціональна функція комплексного аргументу
Дробово-раціональною функцією називають таку ФКЗ, яка може бути представлена у вигляді відношення двох поліномів
. (1.34)
Кількість нулів цієї функції дорівнює степені полінома-чисельника φ1(s). За визначення полюси функції (1.34) співпадають з нулями полінома-знаменника φ2(s). Вони можуть бути знайдені в результаті розв’язання наступного рівняння
. (1.35)
Якщо відомі нулі та полюси дробово-раціональної функції, то її можна представити у вигляді відношення добутків
, (1.36)
де sjz – нуль номер j функції; sjp – полюс номер j функції. Представлення (1.35) в середовищі MATLAB називають tf формат
Для знаходження дійсної та уявної частини дробово-раціональної ФКЗ необхідно знайти дійсну та уявну частини її чисельника та знаменника і виконати наступні дії
, (1.37)
, (1.38)
де * - знак комплексного спряження. Особливо просто знаходяться дійсна та уявна частини дробово-раціональної ФКЗ, якщо незалежна змінна s є уявним числом, наприклад s=jω. Якщо при такому аргументі на комплексній площині побудувати графік ФКЗ при зміні ω від 0 до ∞, то отримаємо криву, яку називають або амлитудо фазо частотна характеристика, або годограф Найквиста рис. 2.1.
Приклад 2.2.
Задана дробово-раціональна функція
. (1.39)
Необхідно знайти рівняння дійсної та уявної частини цієї функції, якщо s=jω.
Розв’язок
З рівняння (1.39) можна визначити, що
, а .
Якщо прийняти до уваги значення s=jω та s2=j2ω2=-ω2, то дійсна частина поліному φ2(s) дорівнює
, (1.40)
а уявна
. (1.41)
Рис. 2.1. Годограф Найквиста
Враховуючи вирази (1.40), (1.41) та визначення операції комплексне спряження, знайдемо значення φ2*(s)