判断开环系统G(s)=50/(s^2+3s-10)的稳定性
时间: 2024-01-21 17:03:30 浏览: 212
判断开环系统G(s)=50/(s^2+3s-10)的稳定性,可以使用Routh-Hurwitz稳定性判据。首先根据Routh-Hurwitz稳定性判据,需要先求出系统的特征方程,即:
s^2+3s-10=0
根据公式,可得:
a1=3,a2=-10
构造Routh表:
| s^2 | 1 | -10 |
| s^1 | 3 | 0 |
| s^0 | -10 | 0 |
根据Routh-Hurwitz稳定性判据,当且仅当Routh表中所有首项系数(第一列)均为正数时,系统才是稳定的。从Routh表中可以看出,第二行第一列的元素为3,为正数,而第三行第一列的元素为-10,为负数,因此该系统不稳定。
相关问题
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。
已知闭环系统的传递函数为: G(s)=(3s^4+2s^3+1s^2+4s^1+2)/(3s^5+5s^4+1s^3+2s^2+2*s+1) 编写Matlab程序:要求分析系统的稳定性,并求出系统的闭环极点。 若系统稳定,列出各性能指标参数。
为了分析该闭环系统的稳定性并计算闭环极点,您可以使用MATLAB中的`pole`函数以及一些信号处理工具箱的特性。首先,您需要确定传递函数是否稳定的判断标准,对于二阶及以上系统,如果所有极点都在左半平面(Re(s) < 0),则系统被认为是稳定的。
以下是使用MATLAB进行分析的步骤:
1. 定义传递函数 `G(s)`:
```matlab
G = tf([3 2 1 4 2], [3 5 1 2 2 1]);
```
这里我们已经将给定的多项式转换成了MATLAB的`tf`(transfer function)形式。
2. 分析系统稳定性:
```matlab
isStable = all(roots(G.num) <= 0); % 使用`roots`获取极点然后检查它们是否全在左半平面
```
如果 `isStable` 为 `true`,那么系统就是稳定的。
3. 计算闭环极点:
```matlab
polesClosedLoop = pole(G * 1/(1 + G)); % 通过1/(1+G)得到开环传递函数,再乘以原传递函数得到闭环极点
```
4. 输出结果:
```matlab
if isStable
disp("系统稳定");
fprintf("闭环极点:\n");
disp(polesClosedLoop);
% 提取性能指标(如衰减率、上升时间等)
decayRate = -real(min(polesClosedLoop)); % 衰减率
riseTime = 0; % 这里简单地设置为0,实际应根据具体公式计算
fprintf("性能指标:衰减率 ≈ %.2f dB, 上升时间为估计值 (需进一步计算)\n", 20*log10(decayRate));
else
disp("系统不稳定");
end
```
请注意,上面的 `riseTime` 需要进一步的数学模型才能准确计算,上述代码仅示例了如何提取衰减率。
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