已知单位反馈系统的开环传递函数为 G(s)=100/(s+1)(s+10),系统的开环对数幅频渐进特性曲线怎么求,具体每一步步骤,写出来
时间: 2024-03-18 22:41:20 浏览: 284
好的,我会根据你的要求回答问题。针对你的问题,我来给你讲一下具体的步骤:
步骤1:求出系统的极点和零点
系统的开环传递函数为 G(s)=100/(s+1)(s+10)。根据传递函数的分母,我们可以看出系统有两个极点,分别是 s=-1 和 s=-10。根据传递函数的分子,我们可以看出系统没有零点。
步骤2:画出极点和零点的位置图
将系统的极点和零点绘制在复平面上,可以得到以下图像:
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X | X
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---------+---------
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-1| -10
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```
其中,X代表极点,-1代表一个极点的位置,-10代表另一个极点的位置。
步骤3:确定系统的类型
由于系统的传递函数的分母是二阶的,因此系统的类型为二阶系统。
步骤4:确定系统的阻尼比和自然频率
根据系统的传递函数,我们可以求出系统的自然频率和阻尼比。设系统的传递函数为:
G(s) = K / (s + a)(s + b)
其中,a和b分别为系统的两个极点,K为系统的增益。对于二阶系统,其自然频率ωn和阻尼比ζ的计算公式为:
ωn = sqrt(ab)
ζ = (a + b) / (2ωn)
带入系统的传递函数G(s)=100/(s+1)(s+10),可得:
ωn = sqrt(1 * 10) = 3.162
ζ = (1 + 10) / (2*3.162) = 1.581
步骤5:画出系统的幅频特性曲线
根据系统的类型、阻尼比和自然频率,我们可以画出系统的幅频特性曲线。对于二阶系统,其幅频特性曲线的一般形式为:
|G(jω)| = K / sqrt[(1 - ω^2/ωn^2)^2 + (2ζω/ωn)^2]
带入系统的自然频率和阻尼比,可得:
|G(jω)| = 100 / sqrt[(1 - ω^2/10.0)^2 + (2*1.581*ω/3.162)^2]
将上述表达式转化为对数坐标系,即可得到系统的幅频特性曲线。
步骤6:画出系统的相频特性曲线
由于系统是一个实数系统,因此其相频特性曲线为直线。根据系统的类型、阻尼比和自然频率,我们可以求出系统的相频特性曲线的斜率。对于二阶系统,其相频特性曲线的斜率为:
dφ/dω = -arctan[(2ζω/ωn)/(1 - ω^2/ωn^2)]
带入系统的自然频率和阻尼比,可得:
dφ/dω = -arctan[(3.162ω)/(10 - ω^2)]
将上述表达式转化为对数坐标系,即可得到系统的相频特性曲线。
至此,我们就完成了对该系统开环对数幅频特性曲线的求解。
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