单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)=1/s+试根据式(6-11)频率特性的定义求闭环系统在输人信号r(t)=sin(t+30°-2cos(5t-45°)作用下的稳态输出稍微写得详细一点
时间: 2023-11-22 15:52:02 浏览: 121
根据式(6-11),闭环系统的频率特性定义为H(jω) = G(jω) / [1 + G(jω)H(jω)],其中G(jω)为开环传递函数,H(jω)为闭环传递函数。
将开环传递函数代入上式,得到闭环传递函数为:
H(jω) = 1 / [jω + 1 + H(jω)/jω]
将r(t)=sin(t+30°-2cos(5t-45°)代入闭环传递函数,即可得到输出信号:
Y(jω) = H(jω)R(jω)
其中,R(jω)为输入信号的傅里叶变换。
由于输入信号是周期信号,所以可以通过傅里叶级数展开得到其频域表示:
R(jω) = π[δ(ω-1) - δ(ω+1)] + jπ[δ(ω-5) - δ(ω+5)]
代入上式,得到输出信号的频域表示:
Y(jω) = H(jω)R(jω) = πH(j) [δ(ω-1) - δ(ω+1)] + jπH(j5) [δ(ω-5) - δ(ω+5)]
其中,H(j)和H(j5)分别表示闭环传递函数在ω=1和ω=5处的值。
因此,稳态输出为:
y(t) = π[H(1)sin(t+30°-2cos(5t-45°)) - jH(5)sin(5t+30°-2cos(25t-45°))]
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单位反馈系统的开环传递函数为 G()=1/s+试根据式(6-11)频率特性的定义求闭环系统在输人信号r()=sin(t+30-2cos(51-5作用下的稳态输出。
根据式(6-11),闭环传递函数为:
Gc(s) = G(s)/(1+G(s)H(s))
其中,H(s)为单位反馈系统的开环传递函数。
代入 G(s) = 1/s,得到:
Gc(s) = 1/s/(1+1/s*H(s))
化简可得:
Gc(s) = H(s)/(s+H(s))
根据题目给出的输入信号,有:
r(t) = sin(t+30-2cos(51-5))
将其转换为复频信号:
R(s) = 1/2j*(e^(j(30-2cos(51-5))) - e^(-j(30-2cos(51-5))))
稳态输出为:
Y(s) = Gc(s)R(s)
代入 Gc(s) = H(s)/(s+H(s)),可得:
Y(s) = H(s)/(s+H(s)) * R(s)
将 R(s) 和 H(s) 带入上式,并使用部分分式分解,可得:
Y(s) = (0.0399/(s+0.0399)) - (0.0399/(s+9.96))
对 Y(s) 进行反变换,可得:
y(t) = 0.0399*e^(-0.0399*t) - 0.0399*e^(-9.96*t)
因此,输入信号 r(t) = sin(t+30-2cos(51-5)) 作用下的稳态输出为:
y(t) = 0.0399*e^(-0.0399*t) - 0.0399*e^(-9.96*t)
单位反馈系统的开环传递函数为 G()=1/s+试根据式(6-11)频率特性的定义求闭环系统在输人信号r(t)=sin(t+30°-2cos(5t-45°)作用下的稳态输出。
根据式(6-11),单位反馈系统的开环传递函数 G(s) 的频率特性定义为:
G(jω) = |G(jω)|e^(jφ)
其中,|G(jω)| 表示系统的增益,φ 表示系统的相位角。因此,闭环系统的传递函数为:
H(s) = G(s) / (1 + G(s))
将 G(s) 代入上式,得到:
H(s) = 1 / (s + 1) * (1 + 1 / (s + 1 + 1 / (s + 5)))
根据输入信号 r(t) 的表达式,可以求得其 Laplace 变换为:
R(s) = 1 / (s^2 + s + 2)
因此,系统的输出 Y(s) 为:
Y(s) = H(s) * R(s)
将 H(s) 和 R(s) 代入上式,得到:
Y(s) = 1 / (s + 1) * (1 + 1 / (s + 1 + 1 / (s + 5))) * 1 / (s^2 + s + 2)
对上式进行部分分式分解,得到:
Y(s) = [0.25 / (s + 1) - 0.25 / (s + 1 + 1 / (s + 5))] + [0.5 / (s^2 + s + 2)]
根据反演公式,可以求得系统的时域响应为:
y(t) = 0.25 * e^(-t) - 0.25 * e^(-t) * cos(5t - 45°) + 0.276 * sin(t + 30°) - 0.276 * e^(-t) * sin(5t - 45°)
因此,系统在输入信号 r(t)=sin(t+30°-2cos(5t-45°) 作用下的稳态输出为:
y(t) = 0.276 * sin(t + 30°) - 0.276 * e^(-t) * sin(5t - 45°)
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