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 15:32:20 浏览: 881
(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。
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