自动控制理论课后习题详细解答答案(夏德钤翁贻方版)第四章.pdf
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第四章4-2设已知单位反馈系统的开环传递函数如下,要求绘出当开环增益K变化时系统的根轨1迹图,并加简要说明。K(1)Gs1ss1s3系统开环极点为0,—1,—3,无开环零点。实轴1,0与,3上有根轨迹,渐近线dK相角60,180,渐近线与实轴交点1.33,由10可得出分离点为aadS(0.45,j0),与虚轴交点j3K12。常规根轨迹如图A-4-2所示。1图A-4-2题4-2系统(1)常规根轨迹K(2)Gs1ss4s24s20方法步骤同上,实轴4,0上有根轨迹,45,135,2,分离点aa2,j0与2j2.5,与虚轴交点j10K260。常规根轨迹如图A-4-3所示。1图A-4-3题4-2系统(2)常规根轨迹K4-3设单位反馈系统的开环传递函数为G(s)1(1)试绘制系统根轨迹的大致图形,s2(s1)并对系统的稳定性进行分析。(2)若增加一个零点z1,试问根轨迹图有何变化,对系统稳定性有何影响?K(1)Gs1s2s2dK实轴,2上有根轨迹,60,0.67,由10可得出分离点为aadS0,j0,与虚轴交点为j0K0常规根轨迹如图A-4-4(a)所示。从根轨迹图可见,当1K0便有二个闭环极点位于右半s平面。所以无论K取何值,系统都不稳定。1图A-4-4题4-3系统常规根轨迹Ks1(2)Gs1s2s2实轴2,1上有根轨迹,90,0.5,分离点为0,j0;常规根轨迹如图aaA-4-4(b)所示。从根轨迹图看,加了零点z1后,无论K取何值,系统都是稳定的。K(s2)4-4设系统的开环传递函数为G(s)H(s)1试绘制下列条件下系统的常规s(s22sa)根轨迹(1)a=1(2)a=1.185(3)a=3(1)a=1时,实轴2,0上有根轨迹,90,0,分离点为0.38,0,常aa规根轨迹如图图A-4-5(1)RootLocus321isAxyar0ngiamI-1-2-3-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20RealAxis图A-4-5(1)(2)a=1.185时,实轴2,0上有根轨迹,90,0,根轨迹与虚轴的交点为aa0,j,常规根轨迹如图图A-4-5(2)RootLocus4321isAxyar0ngiamI-1-2-3-4-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20RealAxis图A-4-5(2)(3)a=3时,实轴2,0上有根轨迹,90,0,根轨迹与虚轴的交点为0,j,aa常规根轨迹如图图A-4-5(3)RootLocus642isAxyar0ngiamI-2-4-6-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20RealAxis图A-4-5(3)K(s1)4-5求开环传递函数为G(s)H(s)1的系统在下列条件下的根轨迹(1)a=10(2)s2(sa)a=9(3)a=8(4)a=3(1)实轴10,1上有根轨迹,90,4.5,分离点为0,j0,与虚轴交点为aaj0K0。常规根轨迹大致图形如图A-4-6(1)1RootLocus108642isAxyar0ngiam-2I-4-6-8-10-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10RealAxis图A-4-6(1)(2)实轴9,1上有根轨迹,90,4,分离点为0,j0,与虚轴交点为aaj0K0。常规根轨迹大致图形如图A-4-6(2)1RootLocus8642isAxyar0ngiamI-2-4-6-8-9-8-7-6-5-4-3-2-10RealAxis图A-4-6(2)(3)实轴8,1上有根轨迹,90,3.5,分离点为0,j0,与虚轴交点为aaj0K0。常规根轨迹大致图形如图A-4-6