G(s)=1/s^2+s,其开环频率特性的奈奎斯特草图,并通过草图判断稳定性
时间: 2023-07-16 21:12:39 浏览: 94
首先,我们需要将传递函数G(s)表示为标准形式:
G(s) = 1 / (s^2 + s)
通过求解分母的根,我们可以发现其有两个根:s1 = 0 和 s2 = -1。
现在,我们可以使用这些根来绘制系统的极点和零点。因为极点和零点影响系统的稳定性,所以这里我们重点关注它们。
极点:
s1 = 0
s2 = -1
零点:
没有零点
接下来,我们可以使用这些信息来绘制系统的奈奎斯特草图。我们可以将s1和s2放在复平面的实轴上,即s1在原点,s2在-1处。然后,我们将从s1到s2的实轴上的路径绘制为一个直线。在这条直线上,我们可以选择一个点,例如s = 0.5,然后计算G(jω)的幅值和相位,其中ω是沿着路径的角频率。然后,我们可以在草图上绘制这个点的坐标(G(jω)的幅值和相位),并继续沿着路径重复这个过程,直到我们回到原点。
下图是G(s)的奈奎斯特草图:
![image.png](attachment:image.png)
通过观察奈奎斯特草图,我们可以得出以下结论:
1.极点都在左半平面,因此系统是稳定的。
2.当ω趋近于0时,G(jω)的幅值趋近于无穷大,这意味着系统具有积分特性。
3.当ω趋近于无穷大时,G(jω)的相位趋近于-180度,这意味着系统具有微分特性。
因此,我们可以得出结论:该系统是稳定的,并且具有积分和微分特性。
相关问题
开环传递函数G(s)=1/(s^2+s+1)
开环传递函数 G(s) = 1/(s^2 s + 1) 可以表示为:
1
G(s) = ---------------
s^3 + s
使用部分分式分解,将 G(s) 表示为:
A B C
G(s) = -----------------------
s (s^2 + 1)
其中,A、B、C 是待求系数。
将 G(s) 带入上式,得:
1 = A(s^2 + 1) + Bs + C(s^3 + s)
化简上式,得:
s^3 + s = (A + C)s^3 + Bs + (A + C)
将 s^3、s^1、s^0 三项分别比较系数,得到:
A + C = 0
B = 0
A + C = 1
解上述方程组,得到:
A = 1/2
B = 0
C = -1/2
因此,将 A、B、C 的值带入部分分式分解的公式中,得到开环传递函数 G(s) 的分解式为:
1/2 -1/2
G(s) = --------------- + ---------------
s s^2 + 1
这个分解式可以帮助我们更好地分析系统的性质和设计控制器。
判断开环系统G(s)=50/(s^2+3s-10)的稳定性
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。