量值条件

量值条件（magnitude condition）是自动控制的根轨迹图中，有关量值的限制条件，根轨迹图中的点和闭回路极点、零点组成向量的量值会满足量值条件。量值条件和角度条件可以完全确定根轨迹图。

令系统的特征方程为 $1+{\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)=0$ ，而 ${\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)={\frac {{\textbf {P}}(s)}{{\textbf {Q}}(s)}}$ ，可改写为以下各因式相乘的形式

{\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)={\frac {{\textbf {P}}(s)}{{\textbf {Q}}(s)}}=K{\frac {(s-a_{1})(s-a_{2})\cdots (s-a_{n})}{(s-b_{1})(s-b_{2})\cdots (s-b_{m})}},

，

则量值条件是指找到K值使下式成立：

|G(s)H(s)|=1

也就是说

K{\frac {|s-a_{1}||s-a_{2}|\cdots |s-a_{m}|}{|s-b_{1}||s-b_{2}|\cdots |s-b_{n}|}}=1

.

推导

令 ${\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)={\frac {{\textbf {P}}(s)}{{\textbf {Q}}(s)}}$ 。

将 ${\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)$ 改写为各因式相乘的形式

{\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)={\frac {{\textbf {P}}(s)}{{\textbf {Q}}(s)}}=K{\frac {(s-a_{1})(s-a_{2})\cdots (s-a_{n})}{(s-b_{1})(s-b_{2})\cdots (s-b_{m})}},

量值条件即是

{\frac {|{\textbf {P}}(s)|}{|{\textbf {Q}}(s)|}}=1

也就是

K{\frac {|s-a_{1}||s-a_{2}|\cdots |s-a_{n}|}{|s-b_{1}||s-b_{2}|\cdots |s-b_{m}|}}=1,

若将控制方程改为极坐标表示：

e^{j2\pi }+{\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)=0

${\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)=-1=e^{j(\pi +2k\pi )}$ 其中 $(k=0,1,2,...)$ ，这些是方程式所有的解。

将每一个因子 $(s-a_{p})$ 及 $(s-b_{q})$ 都用等效的向量 $A_{p}e^{j\theta _{p}}$ 及 $B_{q}e^{j\phi _{q}}$ 来表示，因此 ${\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)$ 可以再作整理。

{\textbf {G}}(s){\textbf {H}}(s)=K{\frac {A_{1}A_{2}\cdots A_{n}e^{j(\theta _{1}+\theta _{2}+\cdots +\theta _{n})}}{B_{1}B_{2}\cdots B_{m}e^{j(\phi _{1}+\phi _{2}+\cdots +\phi _{m})}}}

简化特征方程式。

{\begin{aligned}e^{j(\pi +2k\pi )}&=K{\frac {A_{1}A_{2}\cdots A_{n}e^{j(\theta _{1}+\theta _{2}+\cdots +\theta _{n})}}{B_{1}B_{2}\cdots B_{m}e^{j(\phi _{1}+\phi _{2}+\cdots +\phi _{m})}}}\\&=K{\frac {A_{1}A_{2}\cdots A_{n}}{B_{1}B_{2}\cdots B_{m}}}e^{j(\theta _{1}+\theta _{2}+\cdots +\theta _{n}-(\phi _{1}+\phi _{2}+\cdots +\phi _{m}))},\end{aligned}}

因此可以推导出另一个形式的量值条件：

1=K{\frac {A_{1}A_{2}\cdots A_{n}}{B_{1}B_{2}\cdots B_{m}}}.

也可以用类似的方式推导角度条件。