请绘制下面系统的根轨迹曲线 ) 13 6 )( 2 2 ( ) ( 2 2 + + + + = s s s s s K s G 并求使得闭环系统稳定的 K 值的范围,绘制 K=1 时在单位负反馈下阶跃响应曲线。
时间: 2024-04-09 15:27:34 浏览: 62
根据给定的传递函数 G(s) = K(s+2)(s+2) / (s^3 + 13s^2 + 6s), 我们可以绘制系统的根轨迹曲线。
为了确定闭环系统的稳定性范围,我们可以使用 Routh-Hurwitz 稳定性准则。根据该准则,系统的闭环稳定要求系统的特征方程的所有系数均为正。特征方程为:s^3 + 13s^2 + 6s + K(s+2)(s+2) = 0。
将特征方程展开并整理,得到:
s^3 + (13 + 2K)s^2 + (6 + 4K)s + (4K + 8) = 0
根据 Routh-Hurwitz 稳定性准则,我们可以得到以下条件:
1. 第一列的元素必须全部为正数;
2. 第一列元素的符号交替出现。
根据这些条件,我们可以得到以下不等式:
13 + 2K > 0 => K > -6.5
6 + 4K > 0 => K > -1.5
4K + 8 > 0 => K > -2
综上所述,闭环系统稳定的 K 值范围为 K > -6.5。
接下来,我们绘制 K = 1 时在单位负反馈下的阶跃响应曲线。
```
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import control
# 定义传递函数
num = [1]
den = [1, 13, 6]
sys = control.TransferFunction(num, den)
# 绘制阶跃响应曲线
t, y = control.step_response(sys)
plt.plot(t, y)
plt.xlabel('Time')
plt.ylabel('Output')
plt.title('Step Response (K=1)')
plt.grid(True)
plt.show()
```
这样就可以绘制出 K=1 时在单位负反馈下的阶跃响应曲线。
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