考研851 自动控制原理
题海 · 习题解答 · p.167

图 4-26 系统(2)的\(1+\dfrac{K^{*}(s+20)}{s(s^{2}+20s+20)}=0\)

根轨迹图(MATLAB)

图:自控原理题海_p167_fig1

图 4-27 系统(3)的\(1+\dfrac{K^{*}(s^{2}+6s+25)}{s(s^{2}+8s+25)}=0\)

根轨迹图(MATLAB)

图:自控原理题海_p167_fig2

MATLAB 程序:exe409.m

num1=[1 2];   den1=[1 2 4];   figure,  rlocus(num1,den1)

num2=[1 20];  den2=[1 20 20 0];  figure,  rlocus(num2,den2)

num3=[1 6 25]; den3=[1 8 25 0];  figure,  rlocus(num3,den3)

4-10 已知系统的传递函数如下,试概略绘制闭环根轨迹图(注意复数分离点的确定)。

(1) \(G(s)=\dfrac{K^{*}(s+4)(s+8)}{s(s+12)^{2}}\), \(H(s)=\dfrac{1}{s}\)

(2) \(G(s)=\dfrac{K^{*}s(s+6)}{(s^{2}+4s+8)(s^{2}+8s+20)}\), \(H(s)=1\)

(3) \(G(s)=\dfrac{K^{*}}{(s^{2}+2s+2)(s^{2}+2s+4)^{2}}\), \(H(s)=1\)

 (1) 系统的开环传递函数

\[G(s)H(s)=\dfrac{K^{*}(s+4)(s+8)}{s^{2}(s+12)^{2}}\]

① 实轴上的根轨迹:\([-8,-4]\)

② 根轨迹的渐近线:\(\sigma_a=\dfrac{0-12-12+4+8}{2}=-6\)\(\varphi_a=\pm\dfrac{\pi}{2}\)

③ 根轨迹的分离点:根轨迹的分离点坐标满足

\[\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{d+12}+\dfrac{1}{d+12}=\dfrac{1}{d+4}+\dfrac{1}{d+8}\]

求得分离点的坐标为

\[d_1=-6,\quad d_{2,3}=-6\pm j5.3\]

根据以上几点,可以画出概略根轨迹如图 4-28 所示。

(2) 系统的开环传递函数

\[G(s)H(s)=\dfrac{K^{*}s(s+6)}{(s^{2}+4s+8)(s^{2}+8s+20)}=\dfrac{K^{*}s(s+6)}{(s+2\pm j2)(s+4\pm j2)}\]

① 实轴上的根轨迹:\([-6,0]\)