单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)=1/s+1试根据式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
时间: 2023-11-22 09:51:48 浏览: 58
闭环系统的传递函数为 $G_c(s) = \frac{G(s)}{1+G(s)} = \frac{1}{s+2}$。根据频率特性的定义,当输入信号为正弦波时,输出信号也为正弦波,且频率与输入信号相同,幅值为输入信号幅值与系统增益的乘积。
对于输入信号 $r(t) = \sin(t+30^\circ)-2\cos(5t-45^\circ)$,可以先将其表示为正弦波的叠加形式:
$$r(t) = \sin(t+30^\circ)-2\cos(5t-45^\circ) = \sqrt{2}\sin(t+30^\circ) - \sqrt{2}\sin(5t+45^\circ)$$
因此,输出信号的稳态表达式为:
$$y(t) = G_c(j\omega) r(t) = \frac{1}{j\omega+2} (\sqrt{2}\sin(t+30^\circ) - \sqrt{2}\sin(5t+45^\circ))$$
其中,$\omega$为输入信号的角频率。
由于输入信号是两个正弦波的叠加,输出信号也会分别包含两个正弦波。对于第一个正弦波,其幅值为 $\sqrt{2}/(\sqrt{\omega^2+4})$,相位为 $-60^\circ$;对于第二个正弦波,其幅值为 $-\sqrt{2}/(\sqrt{\omega^2+4})$,相位为 $-90^\circ$。因此,输出信号的稳态幅值和相位分别为:
$$A(\omega) = \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{\omega^2+4}}$$
$$\phi(\omega) = -\arctan \frac{\omega}{2} - 60^\circ$$
将输入信号中两个正弦波的频率分别代入上式,即可得到相应的稳态幅值和相位。
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