系统函数为H(s) = (1600πa(i)s)/(s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2),讨论系统函数H(s)的收敛域是否包含s平面jw轴来讨论阻尼系数a的取值对系统的稳定性有何影响

时间: 2023-10-26 18:07:23 浏览: 34
首先,系统函数H(s)中的分母是二阶多项式,因此其根的位置决定了系统的稳定性。根据根的位置,我们可以将系统分为三种情况:欠阻尼、临界阻尼和过阻尼。 当阻尼系数a=0时,系统函数变为H(s) = (1600πs)/(s^2 + 0s + 640000π^2),其分母的根为s1=s2=j800π,因此系统是临界稳定的。此时,系统函数的收敛域包含s平面上的jw轴。 当阻尼系数0<a<1/40时,系统函数的分母的两个根都是共轭复数,位于s平面的左半个区域,因此系统是过阻尼的稳定系统。此时,系统函数的收敛域不包含s平面上的jw轴。 当阻尼系数a=1/40时,系统函数的分母的两个根都是实数,位于s平面的负半轴上,因此系统是临界稳定的。此时,系统函数的收敛域不包含s平面上的jw轴。 当阻尼系数a>1/40时,系统函数的分母的两个根都是实数,其中一个位于s平面的正半轴上,因此系统是欠阻尼的不稳定系统。此时,系统函数的收敛域不包含s平面上的jw轴。 综上所述,阻尼系数a对系统的稳定性有很大影响,只有当0<a≤1/40时,系统是稳定的。当a=0或a>1/40时,系统是不稳定的。此外,只有当a=0时,系统函数的收敛域才包含s平面上的jw轴。
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系统函数为H(s) = (1600πa(i)s)/(s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2),通过讨论系统函数H(s)的收敛域是否包含s平面jw轴来讨论a的取值对系统的稳定性有何影响

首先,将系统函数H(s)进行因式分解: H(s) = (1600πa(i)s)/(s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2) = (1600πa(i)s)/[(s + 400π(i))^2 + 240000π^2] 通过观察系统函数H(s)的分母s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2,可以得到其特征方程为s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2 = 0。根据根的公式可得系统的两个极点为: s1 = -800π(i) + 400πsqrt(3)i s2 = -800π(i) - 400πsqrt(3)i 因为极点的实部都为负数,所以系统函数H(s)的收敛域一定在s平面的左半平面。同时,当s = jw时,特征方程变为: (1600πa(i)jw)/(jw)^2 + 1600π(i)jw + 640000π^2 = 0 化简后可得: w^2 - 1600πw + 400a = 0 根据平方根公式可得: w = 800π ± sqrt(640000π^2 - 1600a) 因为a为实数,所以当640000π^2 - 1600a < 0时,w为纯虚数,此时系统函数H(s)的收敛域不包含s平面的jw轴。因此,当a > 400π^2时,系统函数H(s)的收敛域不包含jw轴,此时系统不是严格稳定的。 综上所述,当a > 400π^2时,系统的稳定性受到影响,系统不是严格稳定的。

系统函数为H(s) = (1600πa(i)s)/(s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2),通过讨论系统函数H(s)的收敛域s平面是否包含jw轴来讨论a的取值对系统的稳定性有何影响

系统函数H(s)的收敛域包含s平面的jw轴,当且仅当特征方程的根都具有负实部。将系统函数H(s)进行因式分解得到: H(s) = (1600πa(i)s)/(s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2) 特征方程为: s^2 + 1600π(i)s + 640000π^2 = 0 通过求解特征方程,可以得到系统的两个极点为: s1 = -800π(i) + 400πsqrt(3)i s2 = -800π(i) - 400πsqrt(3)i 因为极点的实部都为负数,所以系统函数H(s)的收敛域一定在s平面的左半平面。同时,当s = jw时,特征方程变为: jw^2 + 1600πw(i)j - 640000π^2 = 0 根据求解二次方程的公式,得到: w = [-1600π(i) ± sqrt(2560000π^2a^2 - 640000π^2)]/2j 因为a为实数,所以当2560000π^2a^2 - 640000π^2 < 0时,w为纯虚数,此时系统函数H(s)的收敛域包含s平面的jw轴。因此,当a < 0.25时,系统函数H(s)的收敛域包含jw轴,此时系统是稳定的。 综上所述,当a < 0.25时,系统的稳定性受到影响,系统是稳定的。

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