考研851 自动控制原理
题海 · solution · p.191

解得

\[d_1=-0.53,\quad d_{2,3}=-2.23\pm \mathrm{j}0.79(舍去)\]

求得分离点的坐标为 \(d=-0.53\)

根据以上几点,可以画出概略根轨迹如图 4-85 所示。

2) \(-(K_1+K_2)/K_2\leqslant -3\) 时取 \(K_1=3K_2\),即 \(-(K_1+K_2)/K_2=-4\)

① 根轨迹的渐近线:

\[\sigma_a=\frac{0-1-3+4}{2}=0,\quad \varphi_a=\pm\frac{\pi}{2}\]

② 根轨迹的分离点:根轨迹的分离点坐标满足

\[\frac{1}{d}+\frac{1}{d+1}+\frac{1}{d+3}=\frac{1}{d+4}\]

解得

\[d_1=-0.49,\quad d_2=-2.43(舍去),\quad d_3=-5.09(舍去)\]

求得分离点的坐标 \(d=-0.49\)

根据以上几点,可以画出概略根轨迹如图 4-86 所示。

图:自控原理题海_p191_fig1

图 4-85 \(K_1=K_2\) 时图 4-84(a)系统概略根轨迹图

图:自控原理题海_p191_fig2

图 4-86 \(K_1=3K_2\) 时图 4-84(a)系统概略根轨迹图

由根轨迹可得,当 \(K_1\geqslant 0,K_2\geqslant 0\) 时,图 4-84(a)控制系统稳定。

(2) 图 4-84(b)控制系统。

开环传递函数

\[G(s)H(s)=\frac{K_1K_2(s+1)}{s^2(s+2)(s+3)}=\frac{K^*(s+1)}{s^2(s+2)(s+3)}\]

其中,\(K^*=K_1K_2\)

① 实轴上的根轨迹:\([-3,-\infty),[-2,-1]\)

② 根轨迹的渐近线:

\[\sigma_a=\frac{-2-3+1}{4-1}=-1.33,\quad \varphi_a=\pm\frac{\pi}{3},\pi\]

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