G(s)H(s)=k/s(s+1)的原系统稳定性分析,请写出详细步骤
时间: 2023-12-06 17:40:30 浏览: 73
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首先,我们需要分析传递函数的极点和零点,以确定系统的稳定性。
传递函数 G(s)H(s) = k/s(s+1) 的极点为 s=0 和 s=-1,没有零点。
因为系统存在极点位于右半平面,所以它是不稳定的。
可以使用根轨迹法和Nyquist稳定性判据来验证这个结果。
根轨迹法:
根据根轨迹法,我们可以画出传递函数的根轨迹图,以进一步确认系统的稳定性。根轨迹图画出了传递函数极点随着控制器增益的变化而运动的轨迹。
根据传递函数 G(s)H(s) = k/s(s+1),系统的根轨迹图如下:
![image.png](attachment:image.png)
从根轨迹图可以看出,随着增益k的增加,两个极点分别向右半平面移动。当k趋近于无穷大时,两个极点分别达到无穷远,此时系统是不稳定的。
Nyquist稳定性判据:
Nyquist稳定性判据提供了另一种方法来确定系统的稳定性。对于传递函数 G(s)H(s) = k/s(s+1),我们可以将其转化为极坐标形式,然后绘制Nyquist图。
极坐标形式为:
G(s)H(s) = k/s(s+1) = k*exp(-j*0)/s*exp(j*0)*s*exp(j*pi)
其中,exp(-j*0)和exp(j*0)分别表示极点和零点的幅角为0,exp(j*pi)表示极点和零点的幅角为pi。
将极坐标形式代入Nyquist稳定性判据公式中:
N = P + Z
其中,N表示曲线周围的旋转数,P表示传递函数极点的个数,Z表示传递函数零点的个数。在本例中,P=2,Z=0。
因此,N=2。由于N的值为正数,根据Nyquist稳定性判据,系统是不稳定的。
综上所述,传递函数 G(s)H(s) = k/s(s+1) 的原系统是不稳定的。
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