考研851 自动控制原理
讲解笔记

第07讲 · 根轨迹这一章到底在干什么(全章地图 + 概念 + 绘制规则)

先站高一点:这一讲是"章前导游",不是解题课

老师这一讲几乎不动笔算,全程在讲"第四章的知识脉络"。所以你别指望听完就会画根轨迹——这一讲的任务是让你知道这一章有哪几块、每块解决什么问题、它们怎么串起来。真正的画图和例题在后面几讲。

这一点要先摆正,否则你会觉得"讲了半天怎么一道题都没做",那是因为它本来就是地图课。地图看懂了,后面走路才不迷。

【这一讲第一遍看不懂很正常】卡点通常在:你还没画过一张根轨迹图,脑子里没有"图",老师却在讲"图能告诉你什么"。建议的读法是——先接受这些概念是"占位符",等后面真画过图、算过分离点,再回头读这一讲,会豁然开朗。这一讲的价值是"框架先行",细节后补。


一、根轨迹是解决什么问题的?——先接上前面的课

三大分析方法里,它是第二个

经典控制理论分析一个系统性能,有三条路(老师反复强调这个框架):

  1. 时域分析法(第三章,已学):建的数学模型是微分方程,直接解微分方程看响应。
  2. 根轨迹法(第四章,本章):建的数学模型是传递函数,具体说是用开环传递函数去分析闭环系统的性能。
  3. 频域分析法(第五章,后面学)。

三条路的共同套路都是:先建数学模型,再由模型分析性能。区别只在用什么模型、从什么角度看。

【向前串·必须接住】根轨迹依赖你第二章学的传递函数、开环/闭环传递函数、零极点,还依赖第三章的稳定性判据(闭环极点在左半平面则稳定)、二阶系统超调量与阻尼比的关系、主导极点、偶极子。如果这几样你现在是模糊的,根轨迹一定学不动——它整章都在复用这些。这不是吓唬,是这一章的真实前置条件。

一句话定义(按 PPT 幻灯片 5 校正)

在已知开环模型的基础上,当开环某个参数从 0 变化到 ∞ 时,闭环特征根运动的轨迹,叫根轨迹。

拆开看三个关键词:

  • 开环的参数在变(通常是根轨迹增益 \(K^*\),或开环增益 \(K\));
  • 变的是开环的参数,画出来的却是闭环特征根的位置——这是核心,别搞反;
  • 参数从 0 连续变到 ∞,闭环特征根就在 s 平面上划出一条条轨迹,这些轨迹就是根轨迹。

【你可能会以为】根轨迹是"开环极点移动的轨迹"。其实不是。开环极点是固定的(它们是根轨迹的起点),移动的是闭环特征根。因为你调的是开环里的一个增益,而闭环特征方程 \(1+G(s)H(s)=0\) 的根会随这个增益跑——跑出来的轨迹才是根轨迹。开环极点不动,闭环极点动,这是理解整章的地基。

为什么根轨迹能分析"稳、快、准"?(老师在幻灯片 5 抛的问题,本讲后半回答)

因为闭环特征根(就是闭环极点)在 s 平面的位置,直接决定系统性能——这是第三章的结论,根轨迹只是把"极点随参数怎么动"画成图。极点在哪 → 稳不稳、快不快、平稳不平稳,一眼看图就知道随参数怎么变。这就是根轨迹的全部威力来源。


二、这一章要掌握的两大块(背下这个骨架)

老师把整章切成两块,务必记牢这个二分:

  • 第一块:画根轨迹(画图是基础)
  • 第二块:用根轨迹分析系统(画图的目的)

老师原话的意思可归纳为:画图只是手段,分析才是目的。考试也是这个趋势——不会单纯让你画一张图,而是画完图接着问性能(定性)或算数值(定量)。

画根轨迹又分三种(这是本章的分类主线)

种类 什么时候用 参变量 关键
180° 根轨迹(常规根轨迹) 一般负反馈系统 根轨迹增益 \(K^*\) 或开环增益 \(K\) 相角条件右边 = 180°,根轨迹方程右边 = \(-1\)
0° 根轨迹 系统有正反馈内环,或含非最小相位环节 \(K^*\)\(K\) 相角条件右边 = 0°,根轨迹方程右边 = \(+1\)
参数根轨迹(广义根轨迹) 变的参数不是增益(是某个时间常数、某个零极点等) 其他参数 \(A\) 先化出等效开环传递函数,再套上面两种的规则

【难点·为什么参数根轨迹"不单独算一类"】 - 难在哪:初学者以为参数根轨迹要另学一套画法。 - 为什么会这么想:因为参变量换了(不再是增益),直觉觉得"规则应该也变"。 - 正确理解:参数根轨迹的精髓是"变形"——把闭环特征方程做代数变形,凑出一个"等效开环传递函数",让那个新参数 \(A\) 站到"原来增益所在的位置"。一旦凑成这个标准形式,画法就和 180°/0° 根轨迹完全一样。所以它不是新画法,是"换装后复用旧画法"。这就是老师说"没单独提出来"的原因。等效开环传函的构造(PPT 幻灯片 42、44、46 有例)后面讲例题时会细讲,这里先建立"变形→复用"这个观念。

【考点·据考点分析】考点分析明确写:"根轨迹参数……考的很多,一般作为第二问出现,会结合阻尼、稳定、震荡一块求参数",还有"一定要掌握好如何判断根轨迹是 0° 还是 180°"。大纲把"参量根轨迹"标为重点。所以三种里,0°/180° 的判别参数根轨迹都是硬考点,不是了解性内容。


三、根轨迹方程:一切规则的源头

从闭环特征方程来(按 PPT 幻灯片 8-9 校正)

闭环传递函数是 \(\Phi(s)=\dfrac{G(s)}{1+G(s)H(s)}\),它的极点就是闭环特征方程的根:

\[1+G(s)H(s)=0 \quad\Longrightarrow\quad G(s)H(s)=-1\]

满足这个式子的点,就是根轨迹上的点,所以 \(G(s)H(s)=-1\) 就叫根轨迹方程

把开环传函写成零极点形式:

\[G(s)H(s)=\dfrac{K^{*}\prod_{i=1}^{m}(s-z_i)}{\prod_{j=1}^{n}(s-p_j)}\]

其中 \(z_i\) 是开环零点、\(p_j\) 是开环极点、\(K^{*}\)开环根增益(注意:\(K^*\) 和典型环节形式里的开环增益 \(K\) 不是同一个数,两者差一个零极点之比的因子,见 PPT 幻灯片 6-7,后面用到再区分)。

一个复数方程 = 两个实方程(这是绘制规则的总根)

\(G(s)H(s)=-1\)复数等式。两个复数相等,必须模相等相角相等,于是拆成两条(按 PPT 幻灯片 9):

\[\textbf{模值方程:}\quad \dfrac{K^{*}\prod_{i=1}^{m}|s-z_i|}{\prod_{j=1}^{n}|s-p_j|}=1\]
\[\textbf{相角方程:}\quad \sum_{i=1}^{m}\angle(s-z_i)-\sum_{j=1}^{n}\angle(s-p_j)=(2k+1)\pi\]

\((2k+1)\pi\) 就是 \(\pm180°,\pm540°,\dots\),即 \(-1\) 这个数在复平面上的相角。\(k\) 取整数。)

【难点·为什么相角条件是"充分必要条件",比模值条件更重要】 - 难在哪:老师强调"相角条件是绘制根轨迹的充要条件",初学者不懂为什么两个条件里偏偏它更根本。 - 为什么难:因为直觉上模值和相角"地位平等",凭什么相角说了算? - 正确理解:关键在 \(K^*\) 这个参变量藏在哪。模值方程里含 \(K^*\)——同一个点,只要给对应的 \(K^*\),模值方程总能凑成 1,所以模值方程几乎"永远能满足",它筛不掉点。而相角方程里没有 \(K^*\)\(K^*\) 是正实数,相角为 0,不影响相角求和)——所以"一个点在不在根轨迹上"完全由相角方程说了算:满足相角条件的点就在轨迹上,不满足就不在。这就是它"充要"的含义:相角条件决定轨迹的形状,模值条件只负责给轨迹上每个点标出对应的 \(K^*\)。 - 一句话记:相角定"位置"(点在不在线上),模值定"数值"(这个点对应多大的增益)。老师说"模值条件用来求给定点对应的参数",就是这个分工。

【考试怎么用这个分工·据考点分析】考点分析里有一句"如何判断根轨迹是圆,这是个固定题型"。证明某段根轨迹是圆(或圆弧),标准做法是用相角条件——因为相角条件里不含 \(K^*\),推导时少一个未知量,代数上干净得多。这是老师明确点的一个高频题型,后面例题会做。


四、怎么判断一个系统画 180° 还是 0°?(本讲最实用的一条)

【难点·别用"主反馈是正还是负"来判断】 - 难在哪:这是老师专门花大力气破的一个错误直觉。 - 正确理解:判据不是看主反馈口是正反馈还是负反馈,而是看根轨迹方程化成标准形式后右边等于 +1 还是 -1(PPT 幻灯片 40)。

标准做法:把根轨迹方程整理成

\[G(s)H(s)=K^{*}\dfrac{\prod(s-z_i)}{\prod(s-p_j)}=\pm 1\]
  • 右边 = \(-1\) → 画 180° 根轨迹(相角凑成 \((2k+1)\pi\)
  • 右边 = \(+1\) → 画 0° 根轨迹(相角凑成 \(2k\pi\)

【你可能会以为】"负反馈系统就画 180°,正反馈就画 0°"。其实会翻车。老师给了两个反例: 1. 一个整体是单位负反馈的系统,但内部有个局部正反馈回路——它可能要按 0° 画。 2. 一个负反馈结构的系统,但开环里含一个非最小相位环节(如 \(1-T_a s\)\(t>0\) 时右半平面有零点)——它也要按 0° 画。

为什么:0° 根轨迹的本质(PPT 幻灯片 39)是"系统实质上处于正反馈状态下的根轨迹",它的来源有两个——(1) 系统里有正反馈内回路;(2) 非最小相位系统里 s 最高次幂项系数为负的因子。这两种都会让根轨迹方程右边翻成 \(+1\)。反馈口的正负号只是"主体结构",决定不了内部凑出来的符号。所以老师反复说:具体问题具体分析,以根轨迹方程的符号为准

  • 非最小相位环节的定义(PPT 幻灯片 35):环节在 s 右半平面有零点或极点。系统里只要有一个非最小相位环节,就是非最小相位系统。

【考点】"判断 0° 还是 180°"被考点分析单列为必须掌握的点,且近年趋势是往 0° 和参数根轨迹方向出题。别只练 180° 的常规题。


五、九条绘制规则(本讲只搭骨架,后面例题填肉)

老师说规则"主要有九条",要牢记会用。这里按 PPT 校正列出骨架,先建立索引,细节留到画图讲。180° 和 0° 的规则大部分相同,只有三条不一样(见第六节)。

  1. 法则1 起点终点:根轨迹起于开环极点,终于开环零点。设 \(n\) 个开环极点、\(m\) 个开环零点,若 \(n>m\),则有 \(n-m\) 条轨迹趋向无穷远。
  2. 法则2 分支数与对称性:分支数 = \(\max\{m,n\}\);根轨迹连续且对称于实轴(因为复根共轭成对出现)。
  3. 法则3 实轴上的根轨迹:实轴某段在根轨迹上 \(\iff\)右侧的开环零、极点数目之和为奇数(180° 情形;由相角方程证明)。
  4. 法则4 渐近线\(n>m\) 时有 \(n-m\) 条渐近线趋向无穷远。
  5. 与实轴夹角 \(\theta_k=\dfrac{(2k+1)\pi}{n-m}\)\(k=0,1,\dots,n-m-1\)
  6. 与实轴交点 \(\sigma_a=\dfrac{\sum_{j=1}^{n}p_j-\sum_{i=1}^{m}z_i}{n-m}\)
  7. (交点 \(\sigma_a\) 只与 \(n,m,p_j,z_i\) 有关;夹角 \(\theta_k\) 只与 \(n-m\) 有关。)
  8. 法则5 分离点与汇合点:分离点 \(d\) 满足 \(\displaystyle\sum_{i=1}^{m}\dfrac{1}{d-z_i}=\sum_{j=1}^{n}\dfrac{1}{d-p_j}\)(等价于 \(\dfrac{dK^*}{ds}=0\))。求出后必须验证它在不在根轨迹上,不在就舍去。规律:两极点间若有根轨迹,其间必有分离点;两零点间若有根轨迹,其间必有汇合点。
  9. 法则6 起始角(出射角)与终止角(入射角):针对成对出现的共轭复数极点/零点。出射角 \(\theta_{p_i}=(2k+1)\pi-\big[\sum_j\angle(p_i-p_j)-\sum_j\angle(p_i-z_j)\big]\) 之类(180° 情形,具体符号见 PPT 幻灯片 22-23,画图时对着例题用)。
  10. 法则7 与虚轴的交点:两法——(1) 劳斯判据,令某行全零、由辅助方程求纯虚根;(2) 令 \(s=j\omega\) 代入特征方程 \(D(j\omega)=0\),实部虚部分别为零,解出交点和临界稳定的 \(K^*\)
  11. 法则8 根之和:当 \(n-m\ge 2\) 时,\(\sum_{i=1}^{n}s_i=\sum_{i=1}^{n}p_i\)(闭环极点之和 = 开环极点之和,为常数)。含义:\(K^*\) 增大时若一部分极点左移,必有另一部分右移。可判断走向。
  12. 法则9 闭环极点的和与积:由特征方程系数关系,\(n-m\ge2\) 时根之和与 \(K^*\) 无关;根之积 \(\times(-1)^n\) = 特征方程常数项。

【难点·据 PPT 幻灯片 4 明确标注】全章两大难点是:(1) 分离点的求法;(2) 0° 和 180° 根轨迹的区分。这两处你要格外花时间,考点分析也印证——"如何快速求分离汇合点,这地方会加难度""一定要掌握 0° 还是 180°"。

【为什么三阶以上不能硬解特征方程】老师提醒:三阶及以上的高阶系统,想通过解特征方程、找根与参数的关系再描点画图,极其麻烦。所以高阶一律只用九条规则概略绘制,不去硬解。这是方法论层面的关键取舍——根轨迹的价值正在于"不解方程也能看清极点走向"。

记几张典型图形(老师特别叮嘱)

  • 二阶系统若有一个有限开环零点、且复平面上有根轨迹段 → 那段通常是一段圆弧(一条轨迹终于有限零点,另一条终于无穷远)。
  • 二阶系统若有一对复数零点 → 复平面部分通常是圆或两段小圆弧

拿到系统看零极点分布,要能立刻预判大致形状——这是熟练度,靠后面多画。


六、0° 与 180° 只差三条规则(考点,记死)

老师强调:0° 和 180° 的模值条件完全相同,差别只出现在与相角有关的规则上,一共三条(PPT 幻灯片 32-33):

规则 180° 根轨迹 0° 根轨迹
实轴上的根轨迹(法则3) 右侧开环零极点数之和为奇数 右侧之和为偶数(0 也是偶数,别漏掉极点右侧啥都没有那段!)
渐近线夹角(法则4) \(\theta_k=\dfrac{(2k+1)\pi}{n-m}\) \(\theta_k=\dfrac{2k\pi}{n-m}\)
起始角/终止角(法则6) \((2k+1)\pi\) \(2k\pi\)

【你可能会以为】0° 根轨迹要重学一整套。其实只改这三条,其余六条一字不动。原因就是第三节讲的——这三条都由"相角条件"派生,而 0° 和 180° 唯一的差别就是相角右边从 \((2k+1)\pi\) 换成 \(2k\pi\)。抓住"差别只在相角",这三条自然就记住了,不用死背。

【易漏点·老师专门点名】画 0° 根轨迹的实轴规则时,"右侧零极点数为 0(偶数)"的那段也算根轨迹,同学经常漏掉。这是 0° 特有的坑。


七、画完图干什么:用根轨迹分析系统(对齐"稳快准")

画图是手段,分析是目的。分析分定性定量两路。

定性分析——回到第三章的"稳、快、准"

1. 稳定性(稳) 判据极简:所有根轨迹是否全落在 s 左半平面。 - 全在左半平面 → 系统对任意参变量都稳定。 - 某条轨迹穿越虚轴 → 穿越点是临界稳定(一对共轭极点落在虚轴上,系统做等幅振荡);穿过去进入右半平面 → 不稳定(响应呈指数发散的振荡)。 - 临界稳定点对应的参变量(临界 \(K^*\))是超高频考点——老师原话意思:这个值"在根轨迹考察中经常见到"。用法则7(劳斯判据或 \(s=j\omega\) 代入)求。

2. 快速性(快) 判据:闭环(主导)极点离虚轴越远,快速性越好。 - 为什么:极点实部绝对值越大 → 对应响应分量 \(e^{-\sigma t}\) 衰减越快。 - 主导极点(第三章概念,这里复用):若一个负实根离虚轴的距离 > 一对共轭复极点离虚轴距离的 5 倍以上,那个远极点的响应很快衰完,系统暂态性能由靠近虚轴的那对共轭极点主导——高阶系统就近似成二阶来分析。 - 想让系统更快,可加一个远离虚轴的开环零点,和某个远极点凑成偶极子(一零一极靠得极近,作用相互抵消),把不利极点的影响吃掉。这是"用根轨迹改造系统"的思路(PPT 幻灯片 54-56)。

【你可能会以为】"极点越靠近虚轴越好,因为离原点近"。恰恰相反。靠近虚轴 = 实部小 = 衰减慢 = 又慢又接近不稳定。要快、要稳,极点得往左推(离虚轴远)。这个方向感一定要建立对。

3. 相对平稳性(这一讲用"阻尼角"衡量,不是稳态误差) 【难点·老师特意区分】这里的第三点分析的是相对平稳性(振荡剧不剧烈),不是稳态误差(准)。别被"稳快准"的"准"带偏。

  • 第三章结论:二阶系统超调量 \(\sigma\%=e^{-\pi\zeta/\sqrt{1-\zeta^2}}\times100\%\)只与阻尼比 \(\zeta\) 有关\(\zeta\) 越大超调越小、越平稳。(按 PPT/教材校正;字幕把 \(\zeta\) 念成"可c"、\(\beta\) 念成"贝塔"是 ASR 糊音,别记错。)
  • 阻尼角 \(\beta\) 的定义:一对共轭主导极点与坐标原点的连线,与负实轴的夹角,记作 \(\beta\)。它满足 \(\cos\beta=\zeta\)
  • 所以:\(\beta\) 越小 → \(\cos\beta\) 越大 → \(\zeta\) 越大 → 超调越小 → 越平稳。主导极点与负实轴夹角越小,相对平稳性越好

【你可能会以为】阻尼比 \(\zeta\) 和超调量成正比、或和平稳性成反比,容易记乱。厘清\(\zeta\) 越大 → 超调越 → 越平稳。\(\zeta\) 小才是欠阻尼、超调大、振得凶。反复用"\(\cos\beta=\zeta\)"这条把几何(角度)和性能(超调)挂钩,记一次就不乱了。

  • 兼顾快与稳的经验值\(\beta=45°\),对应 \(\zeta=\cos45°\approx0.707\),即第三章讲的最佳阻尼比 0.707

定量分析——数值计算(考试第二问的主场)

两类互逆的题: 1. 已知参变量 → 求闭环极点 → 求性能:给你某个 \(K^*\)\(K\),在根轨迹上定出对应的闭环极点;若近似成二阶,再算超调、调节时间、给定激励下的响应曲线。 2. 已知闭环极点 → 反求参变量:给一组闭环极点,用模值条件特征方程反解对应的 \(K^*\)/其他参数。

【超高频题型·据考点分析】"给最佳阻尼比/给 \(\zeta\) 定闭环极点"极常见。标准手法:过原点作一条与负实轴成阻尼角 \(\beta\) 的等阻尼线(\(\cos\beta=\zeta\)),它与根轨迹的交点就是所求闭环主导极点(PPT 幻灯片 50 第 4 条)。要背两个常用值: - \(\zeta=0.707\)\(\sigma\%\approx4.3\%\))↔ \(\beta=45°\) - \(\zeta=0.5\)\(\sigma\%\approx16.3\%\))↔ \(\beta=60°\)

老师说 \(\sigma\%=16.3\%\Rightarrow\zeta=0.5\) 是上一章就要求记的"暗号",考试常用超调量反推阻尼比再反推阻尼角,一环扣一环。

【考点·据考点分析原文】"近几年根轨迹的第二问都结合振荡、阻尼那块去求参,考的比较综合";北方工业大学近三年 T5 分别考了"绘制根轨迹+求参(等幅振荡、性能指标结合)""绘根轨迹+求参(无超调)+求串联装置""绘根轨迹+求参(单位阶跃响应为振荡收敛)"。规律很清楚:第一问画图,第二问必结合阻尼/稳定/振荡求参数。所以这一章绝不能只会画图。


这一讲的骨架(真正要带走的)

  1. 根轨迹 = 开环某参数 0→∞ 时,闭环特征根在 s 平面走出的轨迹。调的是开环增益,动的是闭环极点。
  2. 章节骨架:画图(180°/0°/参数三种)+ 分析(定性稳快准 / 定量求参)。画图是手段,分析是目的,考试两者必结合。
  3. 根轨迹方程 \(G(s)H(s)=-1\)(0° 时 \(=+1\))拆成模值+相角两条。相角条件是充要(定位置、不含 \(K^*\)),模值条件定数值(求给定点的增益)。
  4. 0°/180° 靠根轨迹方程右边是 +1 还是 -1 判定,不是靠主反馈正负。0° 来源:正反馈内环、非最小相位环节。
  5. 九条绘制规则是画图核心;0° 与 180° 只差三条(实轴规则、渐近线夹角、起始/终止角),差别都源于"相角右边 \((2k+1)\pi\) vs \(2k\pi\)"。
  6. 两大难点(PPT 明标):分离点求法、0°/180° 区分。
  7. 分析口诀:极点离虚轴越远越快;主导极点与负实轴夹角 \(\beta\) 越小越平稳(\(\cos\beta=\zeta\));等阻尼线与根轨迹交点 = 主导极点。记牢 \(\zeta=0.707\leftrightarrow\beta=45°\)\(\zeta=0.5\leftrightarrow\sigma\%=16.3\%\leftrightarrow\beta=60°\)

自测(戳穿假懂版)

1. 某系统开环极点为 \(0,-1,-2\),无有限零点。有人说"根轨迹就是这三个极点在实轴上移动的路线"。这句话错在哪? - 要点:错在把"开环极点"当成移动对象。开环极点固定不动,是根轨迹的起点;移动的是闭环特征根。答不出说明第一节的地基没打牢。

2. 一个主反馈是单位负反馈的系统,为什么可能要按 0° 根轨迹画?判据到底是什么? - 要点:判据是把根轨迹方程化成 \(K^*\prod(s-z_i)/\prod(s-p_j)=\pm1\) 看右边符号,不是看主反馈正负。含正反馈内环或非最小相位环节会使右边变 \(+1\),须按 0° 画。只会说"负反馈画 180°"的就是被错误直觉套住了。

3. 为什么说"相角条件是绘制根轨迹的充分必要条件",而模值条件不是?请用"\(K^*\) 藏在哪"来解释。 - 要点:\(K^*\) 只出现在模值方程,同一点总能凑出合适 \(K^*\) 使模值=1,故模值筛不掉点;相角方程不含 \(K^*\),是否在轨迹上完全由它决定。相角定位置、模值定数值。答不出这层就是把两个条件当同等看待了。

4. 系统有一对共轭主导极点,位于第二象限,与负实轴夹角 \(\beta\)。现在把它们沿等阻尼线(\(\beta\) 不变)往左下方推远。请判断:快速性、平稳性各怎么变? - 要点:\(\beta\) 不变 → \(\zeta=\cos\beta\) 不变 → 超调/平稳性不变;离虚轴变远 → 实部绝对值变大 → 衰减更快 → 快速性变好。若你答"平稳性也变好",说明没分清"离虚轴距离"管快、"与负实轴夹角"管稳这两个独立方向。

5. 画 0° 根轨迹时,实轴上"某极点右侧零极点数目之和为 0"的那段,算不算根轨迹?为什么? - 要点:算。0° 的实轴规则是右侧数目之和为偶数,而 0 是偶数。这正是老师点名的高频漏点。答"不算"就是漏了 0。

6. 题目给"超调量 16.3%",要你在根轨迹上定闭环主导极点,你的操作步骤是什么? - 要点:\(16.3\%\Rightarrow\zeta=0.5\Rightarrow\beta=60°\);过原点作与负实轴成 \(60°\) 的等阻尼线,与根轨迹的交点即主导极点。说不清"超调→阻尼比→阻尼角→画等阻尼线→取交点"这条链,就是第七节没吃透。


知识地图

向前串(这一章踩在谁肩上): - 第二章:传递函数、开环/闭环传函、零极点、\(1+G(s)H(s)=0\)——根轨迹方程直接由此来。 - 第三章:闭环极点位置↔稳定性(左半平面稳)、二阶超调量 \(\sigma\%\)↔阻尼比 \(\zeta\)、主导极点、偶极子、最佳阻尼比 0.707——定性/定量分析全在复用它们。

横向串(本章内部四块怎么咬合): 根轨迹方程(\(G H=-1\))→ 拆成模值+相角 → 相角派生九条绘制规则(其中三条区分 0°/180°)→ 画出图 → 定性(稳快准)+定量(求参)分析。画图与分析是"手段—目的"关系,参数根轨迹靠"等效开环传函"复用画法。

向后串(这块拼图接到哪): - 第五章频域:一样用开环零极点看系统,根轨迹的"零极点视角"和频域的"频率视角"是同一系统的两种看法,Nyquist/Bode 会再遇稳定性判别。 - 第六章校正:PPT 幻灯片 54-57 的"加零点/加极点/加偶极子改造根轨迹"就是根轨迹法校正的雏形,第六章串联校正会正式展开。 - 本课程后续例题讲:分离点求法、圆的证明、0° 与参数根轨迹的完整画图、结合阻尼求参的综合大题——都建立在这一讲的框架上。

这一讲在整幅图的位置:它是第四章的"总图"。后面每一讲都是往这张图的某个格子里填具体算法。现在看不全细节没关系,记住格子在哪、格子之间怎么连——这就是这一讲的全部任务。