考研851 自动控制原理
题海 · 题解 · p.274

所以系统闭环稳定。

(5) \(G(s)\)\(s\) 右半平面的极点数 \(P=1\),由奈奎斯特曲线知 \(N_+=\dfrac{1}{2}\)\(N_-=0\),故

\[N=N_+-N_-=\frac{1}{2}\]

应用奈奎斯特判据,算得 \(s\) 右半平面的闭环极点数为

\[Z=P-2N=1-2\times\frac{1}{2}=0\]

所以系统闭环稳定。

5-25 设题5-11中传递函数为系统的开环传递函数,试用奈奎斯特判据确定使系统闭环稳定时开环增益 \(K\) 的范围。

(1) 由系统(1)的开环传递函数可知 \(P=0\);再由 \(Z=P-2N\) 可知,若使系统闭环稳定,则应有 \(Z=0\),也即 \(N=0\)。其幅相特性曲线如图5-14(a)所示,若使 \(N=0\),则

\[-2.5K>-1 \quad 即 \quad 0<K<0.4\]

(2) 由系统(2)的开环传递函数可知 \(P=0\);再由 \(Z=P-2N\) 可知,若使系统闭环稳定,则应有 \(Z=0\),即 \(N=0\)。其幅相特性曲线如图5-14(b)所示,若使 \(N=0\),则

\[-0.035K>-1 \quad 即 \quad 0<K<28.57\]

(3) 由系统(3)的开环传递函数可知 \(P=0\);再由 \(Z=P-2N\) 可知,若使系统闭环稳定,则应有 \(Z=0\),即 \(N=0\)。其幅相特性曲线如图5-14(c)所示,可知 \(N=0\),故有

\[K>0\]

(4) 由系统(4)的开环传递函数可知 \(P=0\);再由 \(Z=P-2N\) 可知,若使系统闭环稳定,则应有 \(Z=0\),即 \(N=0\)。其幅相特性曲线如图5-14(d)所示,若使 \(N=0\),则

\[-K\tau_1\tau_2(\tau_1+\tau_2)<-1 \quad 即 \quad K>1/(\tau_1\tau_2(\tau_1+\tau_2))\]

(5) 由系统(5)的开环传递函数可知 \(P=1\);其幅相特性曲线如图5-14(e)所示,可知

\[N_+=0,N_-=\frac{1}{2};则\]
\[N=N_+-N_-=-\frac{1}{2}\]

再由 \(Z=P-2N\),可得

\[Z=1-2\times\left(-\frac{1}{2}\right)=2\]

故无论 \(K\) 取何值,闭环系统都不稳定。

(6) 由系统(6)的开环传递函数可知 \(P=0\);再由 \(Z=P-2N\) 可知,若使系统闭环稳定,则应有 \(Z=0\),即 \(N=0\)。其幅相特性曲线如图5-14(f)所示,可知 \(N=0\)。故使闭环稳定的开环增益范围为

\[K>0\]

5-26 已知系统开环对数频率特性曲线如图5-45所示,试用对数稳定判据判断闭环系统的稳定性。

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