已知某系统的开环传递函数为G(s)=k/s(s+1) 要求:(1)r(t)=t时,ess<0.1弧度;(2) ωc≥4.4rad/s,γc≥45°。
时间: 2024-04-04 19:32:36 浏览: 184
已知系统的开环传递函数为-自动控制ptt
根据要求,可以列出以下方程组:
1. 当 r(t) = t 时,系统的静态误差 ess < 0.1 弧度,因此:
$\lim\limits_{s\to 0}sG(s)\frac{1}{s}=\lim\limits_{s\to 0}\frac{k}{s(s+1)}\frac{1}{s}=\frac{k}{2}<0.1$
解得 k < 0.2。
2. 当系统的频率特性满足 ωc ≥ 4.4 rad/s,相位裕量满足 γc ≥ 45° 时,系统的稳定裕量足够,且能满足要求。因此,可以先求出系统的开环频率特性和相位特性:
$G(j\omega)=\frac{k}{j\omega(j\omega+1)}$
$|G(j\omega)|=\frac{k}{\sqrt{\omega^2(\omega^2+1)}}=\frac{k}{\omega\sqrt{\omega^2+1}}$
$\angle G(j\omega)=-\arctan(\omega)-\arctan(\omega^{-1})=-\arctan(\frac{\omega^2+1}{\omega})$
接下来,可以根据要求求出 ωc 和 γc 的值。首先,要求 ωc ≥ 4.4 rad/s,因此:
$\frac{k}{\omega_c\sqrt{\omega_c^2+1}}=1$
解得 $\omega_c^2=\frac{k^2}{(1-k)^2}$,因此 $\omega_c=\frac{k}{1-k}$。
然后,要求 γc ≥ 45°,因此:
$\angle G(j\omega_c)=-\arctan(\frac{\omega_c^2+1}{\omega_c})=-\arctan(\frac{k}{1-k}+\frac{1}{k})\geq -45^\circ$
解得 k ≥ 0.56。
综上所述,要使系统满足要求,需要满足 k ≥ 0.56 且 k < 0.2,因此该系统无法满足要求。
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