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自动控制原理吴怀宇课后习题第四章.doc

发布:2019-01-07约2.02千字共6页下载文档
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完美WORD格式整理 专业资料分享 第四章 4-1已知单位反馈系统的开环传递函数为 试绘制该系统在正、负反馈情况下的根轨迹图。 解:(1)负反馈情况 令,解得 3个开环极点 根轨迹分支数为3,起点分别为 终点均为无穷远处。 在实轴上的根轨迹为两段。 由n=3,m=0得轨迹有3条渐近线,它们在实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 当时,计算得分别为60°,180°,-60° 确定分离点,由解得由于不是根轨迹上的点,故不是分离点,分离点坐标为 确定根轨迹与虚轴的交点:控制系统特征方程令 代入上式得 写出实部和虚部方程 可求得 因此,根轨迹在处与虚轴相交,交点处的增益;另外实轴上的根轨迹分支在处与虚轴相交。负反馈系统根轨迹如下图所示 (2)正反馈情况 令,解得 3个开环极点 根轨迹分支数为3,起点分别为 终点均为无穷远处。 在实轴上的根轨迹为两段。 由n=3,m=0得轨迹有3条渐近线,它们在实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 当时,计算得分别为0°,120°,-120° 确定分离点,由解得由于不是根轨迹上的点,故不是分离点,分离点坐标为 确定根轨迹与虚轴的交点:控制系统特征方程将 代入上式得 写出实部和虚部方程 可求得 因此,根轨迹在处与虚轴相交。正反馈系统根轨迹如下图所示 4-2设系统的开环传递函数为绘制根轨迹图,证明根轨迹的复数部分是圆,并求出圆的圆心和半径。 解:系统实轴上的根轨迹为 根轨迹分离点坐标满足解得 系统闭环特征方程解得 令则 两式相加得 又分离点d到开环零点距离 即 故根轨迹的复数部分是圆,圆心为零点,半径为零点到分离点之间的距离。根轨迹图如下: 4-3已知单位负反馈系统的开环传递函数,试绘制根轨迹图。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 解:(1)由开环传递函数可知,系统有1个开环零点 3个开环极点 根轨迹分支数为3,起点分别为 一个终点为 另两个终点为无穷远处。 在实轴上的根轨迹为两段。 由n=3,m=1得轨迹有2条渐近线,它们在实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 当时,计算得分别为-90°,90° 则系统根轨迹如下图所示 (2)由开环传递函数可知,系统有1个开环零点 3个开环极点 根轨迹分支数为3,起点分别为 一个终点为 另两个终点为无穷远处。 在实轴上的根轨迹为段。 由n=3,m=1得轨迹有2条渐近线,它们在实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 当时,计算得分别为-90°,90° 确定分离点,由解得 确定根轨迹与虚轴的交点:控制系统特征方程将 代入上式可求得 则系统根轨迹如下图所示 (3)由开环传递函数可知,系统有1个开环零点 2个开环极点 根轨迹分支数为2,起点分别为,终点分别为和无穷远处。 在实轴上的根轨迹为两段。 轨迹有1条渐近线,它与实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 确定分离点,由解得 确定根轨迹与虚轴的交点:控制系统特征方程将 代入上式可求得均舍去 则系统根轨迹如下图所示 (4)由开环传递函数可知,系统有1个开环零点 2个开环极点 根轨迹分支数为2,起点分别为,终点分别为和无穷远处。 在实轴上的根轨迹为段。 轨迹有1条渐近线,它与实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 确定分离点,由解得,则分离点为 则系统根轨迹如下图所示 (5)由开环传递函数可知,系统有1个开环零点 2个开环极点 根轨迹分支数为2,起点分别为,终点分别为和无穷远处。 在实轴上的根轨迹为段。 轨迹有1条渐近线,它与实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 确定分离点,由解得 则系统根轨迹如下图所示 (6)由开环传递函数可知,系统有1个开环零点 3个开环极点 根轨迹分支数为3,起点分别为,终点分别为和无穷远处。 在实轴上的根轨迹为段。 轨迹有2条渐近线,它与实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 确定分离点,由解得 则系统根轨迹如下图所示 4-5已知系统如下图所示,试绘制根轨迹图。 解:由图可知系统的开环传递函数为 令,解得 3个开环极点 根轨迹分支数为3,起点分别为,终点分别为和无穷远处。 在实轴上的根轨迹为段。 轨迹有3条渐近线,它与实轴上的交点坐标 渐近线与实轴正方向的夹角为 当时,计算得分别为60°,180°,-60° 确定分离点,由无解得 无分离点 确定根轨迹与虚轴的交点:控制系统特征方程将 代入上式可求得
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