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1、4.2.1 180等相角根轨迹的绘制规则4.2.2 0等相角根轨迹的绘制规则4.2.3 参量根轨迹4.2.4 关于180和0等相角根轨迹的几个问题4.2 绘制根轨迹的基本规则(之二)当根轨迹增益kg为负数(-kg0)时,这时绘制的根轨迹称为0o等相角根轨迹。根轨迹满足的幅值条件和相角条件如下:与180o等相角根轨迹的幅值条件和相角条件相比较,两者的幅值条件相同,而相角条件不同。与相角条件有关的一些规则是不同的,需要调整。4.2.2 0o等相角根轨迹的绘制规则需要调整的规则:n 根轨迹的渐近线 渐近线的倾角为:渐近线与实轴的交点:不变n 实轴上的根轨迹 实轴上的某一区域,若其右方开环零点和极点个
2、数之和为偶数(包括0),则该区域必是根轨迹。根轨迹上开环极点-zk处的入射角为:n 渐近线的出射角和入射角根轨迹上开环极点-pk处的出射角为:上面介绍的根轨迹的基本绘制规则,是以根轨迹增益kg作为参变量而得出的,这种情况在实际系统中是最常见的。但有时也需要绘制除根轨迹增益kg之外的其它参量(比如时间常数,反馈系数,开环零点和极点等)作为参变量时的根轨迹。这种根轨迹称为参量根轨迹,又称为广义根轨迹。4.2.3 参量根轨迹负反馈控制系统的方块图为:开环传递函数为:假设取其中一个开环极点p作为参变量,kg为常量。下面讨论p作为参变量实根轨迹的画法。系统的闭环特征方程为:变形得:上式称为等效根轨迹方程
3、。其等式左边部分相当于某一等效系统的开环传递函数,参变量p称为等效根轨迹增益。pei和zej分别称为等效开环零点和开环极点。n 等效开环零点和开环极点与原系统的开环零点和开环极点是不同的。n 等效系统与原系统具有相同的闭环极点。n 可以用上面介绍的基本规则绘制等效根轨迹增益从p=0到p=变化时等效系统的根轨迹。由于等效系统与原系统有相同的闭环极点,故该根轨迹就是原系统参量的参量根轨迹。绘制参量根轨迹的步骤 列出原系统的闭环特征方程。以闭环特征方程中不含参量p的各项除以特征方程,得等效系统的根轨迹方程。该方程中原系统的参变量p即为等效系统的根轨迹增益。根据已有的根轨迹绘制规则,可绘制等效系统的根
4、轨迹,即为原系统的参量根轨迹。n 正反馈环节的根轨迹 上面所介绍的180o和0o等相角根轨迹的绘制规则是以负反馈控制系统为基础,根据根轨迹增益kg为正或者为负,应用根轨迹方程的不同相角条件进行推导的。0=kg+时为180o等相角根轨迹,-kg0时为0o等相角根轨迹。但是对于如图所示的正反馈环节,其结论是相反的。4.2.4 关于180o和0o等相角根轨迹的几个问题正反馈环节的闭环特征方程为:根轨迹方程为:可见,当0=kg+时,根轨迹的幅值条件和相角条件为:应当按照0o等相角根轨迹的绘制规则绘制根轨迹。当-kg0时,kg0,应选择180o等相角根轨迹的绘制规则进行绘制。n A0 时,kg0,应选择0o等相角根轨迹的绘制规则进行绘制。当A0时,系统的开环传递函数为:本节小结 0o等相角根轨迹的绘制规则 与180o等相角根轨迹的绘制规则的不同之处(相角条件不同,与相角条件有关的规则变化了)参量根轨迹的绘制步骤 关于180o和0o根轨迹的几个问题 正反馈环节根轨迹的绘制(与负反馈系统根轨迹的不同)