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伝達関数の定義

2026年10月15日1分で読めますAI生成教科書『基礎理論』第3章 伝達関数とブロック線図

AI 生成・木下が未勉強

制御工学入門 第3章 §3.1

定義 (伝達関数)

初期値をすべて 00 としたときの、入力 U(s)U(s) に対する出力 Y(s)Y(s) の比

G(s)=Y(s)U(s)=bmsm+⋯+b1s+b0ansn+⋯+a1s+a0(n≥m)G(s)=\frac{Y(s)}{U(s)}=\frac{b_ms^m+\cdots+b_1s+b_0}{a_ns^n+\cdots+a_1s+a_0}\quad(n\ge m)

を伝達関数という。分母 =0=0 の根を極、分子 =0=0 の根を零点と呼ぶ。

気持ち

伝達関数は「その系が各周波数の入力をどれだけ増幅・遅延するか」を一つの有理式に凝縮したものである。極は系が自分から振る舞う「固有のモード」(放っておいたときの ept\mathrm{e}^{pt} の減衰・振動)を、零点は「特定の入力を打ち消す周波数」を表す。極が左半面なら安定、というのが後の主題で、極こそが系の性格を決める。微分方程式 →\to ラプラス変換 →\to 伝達関数と移れば、あとは代数計算で応答も安定性も周波数特性も読める。

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