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1、1第4 章 线性系统的根轨迹法自控原理24.3 广义根轨迹4.3.1 参数根轨迹4.3.2 附加开环零点的作用4.3.3 零度根轨迹34.3 广义根轨迹 u 参数根轨迹(单参数,双参数)u 开环零点个数多于开环极点个数的根轨迹 u 零度根轨迹(正反馈系统的根轨迹)回顾常规根轨迹常规根轨迹:以根轨迹增益K*为参数绘制的根轨迹广义根轨迹:44.3.1 参数根轨迹参数根轨迹:不以开环增益作为可变参数绘制的根轨迹闭环特征方程整理 A 为可变参数等效开环传函5【例4.3.1】求:0 时系统的根轨迹解:系统开环传递函数为 闭环特征方程为整理为关于 的根轨迹方程,得 6等效开环传函由绘制 的根轨迹7作用1:
2、改变稳定性(a)z1,即3 条渐近线 闭环系统会不稳定 实轴(-,0)上有根轨迹4.3.2 附加开环零点的作用8(b)z132 条渐近线 闭环系统会不稳定 实轴(z1,0)上有根轨迹9(c)z12 闭环系统稳定 根轨迹左移,稳定性提高10(d)z1=0,抵消了极点p1=0 闭环系统稳定 稳定裕度增大 根轨迹左移11作用2:改善动态性能(b)主导极点是实数,近似为一阶系统,动态性能不好,但稳定性好(远离虚轴)(a)共轭主导极点,近似为二阶系统,动态性能好,稳定裕度小(靠近虚轴)124.3.3 零度根轨迹零度根轨迹:相角条件满足2k+0 的根轨迹,如正反馈回路的根轨迹 正反馈系统的闭环传递函数闭环特征方程为13所以,零度根轨迹的根轨迹方程为 根轨迹方程:相角条件:模值条件:14零度根轨迹的以下3 个法则与常规根轨迹不同,其他法则相同 法则3:渐近线的交角改为法则4:根轨迹在实轴上的分布:实轴上的某一区域,若其右方开环实数零极点个数之和为偶数,则该区域必是根轨迹。15法则5:起始角和终止角 起始角终止角16【例4.3.2】单位正反馈系统的开环传递函数如下,绘制其根轨迹1)根轨迹有3支,起始于开环极点0,-1,-5,终止于无穷远处解:系统开环极点:2)实轴上根轨迹区间:0-1-5173)渐近线与实轴的交点及倾角:0-1-5-2184)根轨迹在实轴上的分离点和会合点0-1-5-2-3.5