已知某系统的开环传递函数为(3s+k)/((s*(s+k )) 绘制以系统以K为参量的根轨迹
时间: 2024-04-05 19:30:11 浏览: 194
好的,根据根轨迹的定义,我们可以通过画出系统的极点和零点的变化规律来绘制根轨迹。
首先,我们将开环传递函数写成极点零点的形式:
(3s+k)/(s*(s+k)) = 3/(s+0) - (k/(s+k)) / (s+0) - (k/(s+k))
其中,分母的两个极点分别为0和-k,而分子的零点为-k/3。因此,当K从0开始增大时,系统的极点和零点的变化规律如下:
1. 当K=0时,系统的两个极点位于原点和-k处,此时根轨迹从原点出发,向着-k方向移动。
2. 随着K的增大,分母的极点-k开始向左移动,同时,分子的零点-k/3也向左移动。当K增大到一定程度时,两个极点相遇,此时根轨迹穿过实轴。
3. 当K继续增大时,分母的极点-k继续向左移动,同时分子的零点-k/3也继续向左移动。此时,根轨迹会从实轴上的一个点向着无穷远处移动。
4. 随着K的继续增大,根轨迹又会从无穷远处向着实轴上的另一个点移动。当K增大到一定程度时,根轨迹再次穿过实轴。
5. 当K继续增大时,根轨迹又会从实轴上的一个点向着无穷远处移动,以此类推。
综上所述,我们可以根据上述规律绘制出以K为参量的根轨迹。具体的绘图方法可以参考根轨迹的相关知识,例如,可以使用Routh-Hurwitz准则或者Nyquist准则等方法来判断系统的稳定性并绘制根轨迹。
相关问题
已知系统开环传递函数为(3s+k)/s(s+k),Matlab绘制系统以k为参量的根轨迹
在MATLAB中,可以使用`rlocus`函数来绘制系统的根轨迹图,对于给定的开环传递函数 \( G(s) = \frac{3s + k}{s(s + k)} \),其中 \( k \) 是参数,我们需要做以下步骤:
1. 首先,确定\( k \)的取值范围,这通常是实数线的一部分或者一个特定的区间。
2. 创建一个包含\( k \)值的向量,比如`k_vec = linspace(-10, 10, 100)`,这个例子中我们选择从-10到10,步长为0.1,共100个点。
3. 对于每个\( k \)值,在该点上计算对应的特征方程 \( det(G(s)) = 0 \),即:
\[ det\left(\frac{3s + k}{s(s + k)}\right) = \frac{s^2 + (k - 3)s - k}{s^2 + ks} = 0 \]
4. 解出特征方程得到零点(根轨迹),然后记录下来。由于有两阶多项式,会有两个根。
5. 使用`rlocus`函数,传入传递函数表达式、特征方程的结果以及\( k \)的向量,例如:
```
r = rlocus(@(s,k) (3*s+k)./(s.*(s+k)), k_vec);
```
6. 最后,使用`plot`命令查看根轨迹图形,并可以根据需要调整图的属性,如添加轴标签、标题等。
已知下列开环传递函数,G=9/(s^2+3s+9)要求:(1)输出系统在单位正反馈下的闭环传递函数;(2分)(2)判断系统的稳定性;(4分)(3)若系统稳定,绘制抛物线信号输入响应曲线并求出静态加速度误差系数Ka。(4分)
好的,我来回答您的问题:
1. 首先,我们可以根据已知的开环传递函数G,得到单位正反馈下的闭环传递函数T(s)。根据公式 T(s) = G / (1 + G),即可得到闭环传递函数为:
T(s) = 9 / (s^2 + 3s + 18)
2. 系统的稳定性可以通过判断闭环传递函数的极点位置来确定。闭环传递函数的极点为解方程 s^2 + 3s + 18 = 0 得出,求得 s1 = -1.5 + 2.958i 和 s2 = -1.5 - 2.958i。由于两个极点的实部都小于零,因此系统是稳定的。
3. 若系统稳定,可以绘制输入信号为抛物线时的输出响应曲线,并求出静态加速度误差系数Ka。静态加速度误差系数Ka可以通过求解系统的稳态误差来得到。对于抛物线输入,其 Laplace 变换为 1/s^3,因此系统的稳态误差为 e_ss = 1/Ka,其中 Ka = lim(s->0) sT(s)。将 T(s) 带入公式,求解得到 Ka = 2/9。至于如何绘制响应曲线,可以通过反演拉普拉斯变换来得到,具体可以参考控制理论相关的教材。
希望以上回答能够解决您的问题,如有不清楚的地方,可以继续追问。
阅读全文