系统函数为Hs = (2*a(i)*w*s)/(s^2 + 2*a(i)*w*s + w^2); 当w=800π时,讨论a的取值对系统的稳定性有何影响
时间: 2023-12-05 10:03:01 浏览: 25
当w=800π时,代入系统函数H(s)中得到:
H(s) = (3200π*a(i)*s)/(s^2 + 320π*a(i)*s + (800π)^2)
系统的极点为s1=-160π-100√3πi和s2=-160π+100√3πi。
当a(i)<0且a(i)>-w/800=-π/4时,即-π/4<a(i)<0时,极点为实数,且均在左半平面,因此系统是稳定的。
当a(i)=0时,极点为s1=s2=-160π,是一个重根,系统是稳定的。
当a(i)>w/800=π/4时,即a(i)>π/4时,极点为共轭复数对,且均在右半平面,因此系统是不稳定的。
当a(i)=-w/800=-π/4时,即a(i)=-π/4时,极点在虚轴上,系统的稳定性取决于极点位置,具体需要进行进一步分析。
综上所述,当w=800π时,系统的稳定性与a的取值有关,当-π/4<a(i)<0时,系统是稳定的;当a(i)=0时,系统是稳定的;当a(i)>π/4时,系统是不稳定的。
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w = 800*pi; a = [-1/20, 1/20, -1/15, 1/15]; for i = 1:4 s = tf('s'); Hs = (2*a(i)*w*s)/(s^2 + 2*a(i)*w*s + w^2); figure(i) zplane([], [roots([1 2*a(i)*w w^2])]) title(['Pole-Zero Plot, a = ', num2str(a(i))]) end
这段代码可以用于绘制系统函数 H(s) 的四个不同系数下的零极点分布图。其中 `w` 和 `a` 的定义与之前相同,`for` 循环用于遍历 `a` 中的系数,每次循环都绘制一个不同系数下的零极点分布图。在循环中,使用 `tf('s')` 创建 Laplace 变量 `s`,`Hs` 是系统函数 H(s) 在不同系数下的表达式,`zplane([], [roots([1 2*a(i)*w w^2])])` 用于绘制 H(s) 的零极点分布图,`figure(i)` 用于指定绘制的图形为第 `i` 个图形,`title(['Pole-Zero Plot, a = ', num2str(a(i))])` 用于为绘制的图形添加标题,其中 `num2str()` 用于将数值转换为字符串。
需要注意的是,这段代码中的 `zplane` 函数实际上是根据 H(s) 的系数计算其零极点,而不是根据 H(s) 的表达式。因此,即使 H(s) 的表达式不同,其零极点分布图也可能相同。
w = 800*pi; a = [-1/20, 1/20, -1/15, 1/15]; for i = 1:4 s = tf('s'); Hs = (2*a(i)*w*s)/(s^2 + 2*a(i)*w*s + w^2); figure(i+4) impulse(Hs) title(['Impulse Response, a = ', num2str(a(i))]) end
这段代码的功能是绘制4个不同阻尼系数下的二阶系统的阶跃响应,其中w=800*pi,a是四个不同的阻尼系数。具体来说,这段代码使用MATLAB中的控制系统工具箱来建立二阶系统的传递函数,其中s是Laplace变换域中的变量。接着,使用impulse函数绘制每个二阶系统的阶跃响应,并且在每个图中添加一个标题,标题中包含对应的阻尼系数。