5、系统的根轨迹分析
5.1校正前系统的根轨迹分析
校正前的开环传递函数为:
G(s)?10
s(s?1)(0.125s?1)MATLAB程序如下:
图5-1 校正前系统的根轨迹
确定分离点坐标:
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图5-2 校正前根轨迹的分离点坐标
分离点坐标d=-0.483 增益K*=0.235
确定与虚轴交点的坐标:
图5-3 校正前根轨迹与虚轴的交点坐标
与虚轴的交点坐标:?1?2.76i、?2??2.76i。 增益K*=8.55
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校正前系统稳定时增益K*的变化范围是K*<8.55,而题目中的K*=10,校正前的闭环系统不稳定。
5.2校正后系统的根轨迹分析
校正后的开环传递函数为:
G(s)?Gc(s)?97.85s?10
8.246s4?74.34s3?67.09s2?s故校正后的开环传递函数也可以写为:
G(s)?Gc(s)?109.758s?111.8664(s?0.1022) ??s(s?1)(0.125s?1)65.97s?1s(s?8)(s?1)(s?0.01516)MATLAB程序如下:
图5-4 校正后系统的根轨迹
确定分离点坐标:
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图5-5 校正后根轨迹的分离点坐标
分离点坐标d=-0.386 增益K*=2.0
确定与虚轴交点的坐标:
图5-6校正后根轨迹与虚轴的交点坐标
与虚轴的交点坐标:?1?2.61i、?2??2.61i。 增益K*=51.8
校正前系统稳定时增益K*的变化范围是K*<51.8,而题目中的K*=10,校正后的闭环系统稳定。
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6、系统的幅相特性
6.1校正前系统的幅相特性
校正前的开环传递函数为:
G(s)?10
s(s?1)(0.125s?1)MATLAB程序如下:
图6-1 校正前系统的Nyquist曲线
由于开环传递函数中含有一个积分环节,所以从??0?到??0?顺时针补画一圈,再由上图可知,Nyquist曲线顺时针围绕点(-1,j0)两圈,所以,R??2,而
P?0,所以校正前闭环系统不稳定。
6.2校正后系统的幅相特性
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