考研851 自动控制原理
题海 · 题解 · p.203

② 实轴上的根轨迹分布区:\([-2,-1]\)

③ 根轨迹的渐近线:\(\sigma_a=\dfrac{-2+1}{2}=-0.5\)\(\varphi_a=\pm\dfrac{\pi}{2}\)

(2) \(K^*\)\(-1/4\to0\)

先考虑 \(K^*\)\(-\infty\to0\) 时等效系统概略零度根轨迹,然后通过计算,可得 \(K^*\)\(-1/4\to0\) 时等效系统概略零度根轨迹。

① 根轨迹的分支和起点与终点:由于 \(n=3,m=1,n-m=2\),故根轨迹有三条分支,其起点分别为 \(p_1=0,p_2=0,p_3=-2\),其终点分别为 \(z_1=-1\) 和无穷远处。

② 实轴上的根轨迹分布区:\([-2,-\infty),[0,-1],[0,+\infty)\)

\(K^*=-1/4\) 时,根据模值条件

\[|K^*|=\frac{|s-p_1||s-p_2||s-p_3|}{|s-z_1|}\]

\[\frac{1}{4}=\frac{|s|^2|s+2|}{|s+1|}\]

解得  \(s_1=-2.02,\quad s_2=-0.168,\quad s_3=0.184\)

根据以上几点,可以画出 \(K^*\)\(-1/4\to+\infty\) 系统概略根轨迹图,如图4-110所示。

图:自控原理题海_p203_fig1

图4-110 \(K^*\in[-1/4,+\infty)\)\(1+\dfrac{K^*(s+1)}{s^2(s+2)}=0\)概略根轨迹图

仿真曲线如图4-111、图4-112所示。

MATLAB程序:exe432.m

G1=zpk([-1],[0 0 -2],1);    figure,  rlocus(G1);  axis([-4 2 -2.5 2.5])

G2=zpk([-1],[0 0 -2],-0.25); figure,  rlocus(G2);  axis([-3 1 -1 1])

hold on;  rlocus(G2,0.25);