某系统单位负反馈系统的开环传递函数为𝐺𝐺(𝑠𝑠) = K∗ s(𝑠𝑠+2)(𝑠𝑠+3) (1)试概略绘制系统根轨迹。 (2)求临界根轨迹增益及该增益对应的三个闭环极点。 (3)求出系统不稳定时根轨迹增益𝐾𝐾∗的取值范围。
时间: 2024-04-03 20:32:20 浏览: 150
(1) 根据根轨迹的定义,系统的根轨迹是由开环传递函数的极点随着 K 的变化而移动所形成的轨迹。首先,我们可以求出开环传递函数的极点:
s(𝑠+2)(𝑠+3)=0
得到极点为 s=0、s=-2 和 s=-3。
然后,根据根轨迹的规律,当 K 从 0 到正无穷大变化时,根轨迹从左半平面出发,向右下方移动,最终到达左半平面的无穷远点。同时,当 K=0 时,根轨迹位于极点 s=0、s=-2 和 s=-3 之间的实轴上,当 K→∞ 时,根轨迹趋近于垂直于实轴的直线。
综上所述,可以概略绘制出系统的根轨迹如下图所示:
![image.png](attachment:image.png)
(2) 当 K 为临界根轨迹增益时,根轨迹经过 s=-1 的点,此时系统的三个闭环极点都位于虚轴上。根据特征方程可以求得:
s^3 + 5s^2 + 6s + K = 0
当根轨迹经过 s=-1 时,有:
K = |-1(1+2)(1+3)| = 6
将 K=6 代入特征方程,解得三个闭环极点为:
s=-3.7321i、s=-1、s=-0.2679i
(3) 当系统不稳定时,特征方程的实部存在正数,即:
K<0 或 K>(2+3+1)×2=12
因此,系统不稳定时,根轨迹增益 K∗的取值范围为 K<0 或 K>12。
相关问题
某单位负反馈系统的开环传递函数为k/s*s(s+5)当开环增益k=5时,系统是过阻尼还是欠
根据开环传递函数k/s*s(s+5),我们可以得到系统的特征方程为s^3 + 5s^2 = 0,解得系统的极点为s1=0,s2=-5,s3=-5。由于系统存在两个相同的极点-5,因此系统是欠阻尼的。
需要注意的是,开环增益k=5并没有对系统的阻尼特性产生影响,因为阻尼特性与系统极点的位置有关,而不是与开环增益有关。
知单位负反馈二阶系统的开环传递函数为:G(s)=10/(S^2+4.47S),试绘制实验结构图
好的,根据所给的开环传递函数,可以得到闭环传递函数为:H(s) = G(s)/(1+G(s)) = 10/(S^2+4.47S+10)
接下来,我们可以使用MATLAB或者其他软件来绘制该系统的实验结构图,步骤如下:
1. 打开MATLAB软件,新建一个脚本文件。
2. 在脚本文件中定义系统的开环传递函数G(s)和闭环传递函数H(s):
```matlab
s = tf('s');
G = 10/(s^2+4.47*s);
H = feedback(G,1);
```
3. 使用bode函数绘制系统的幅频特性曲线和相频特性曲线:
```matlab
bode(H);
```
4. 使用pzmap函数绘制系统的极点分布图:
```matlab
pzmap(H);
```
5. 使用step函数绘制系统的单位阶跃响应曲线:
```matlab
step(H);
```
6. 运行脚本文件,即可得到该系统的实验结构图。
注:除了MATLAB,其他软件也具备绘制系统实验结构图的能力,具体步骤可以参考相关软件的操作手册。