考研851 自动控制原理
题海 · page · p.318

得闭环极点 \(s_1=-0.8617,s_2=0.9309+\mathrm{j}3.2769,s_3=0.9309-\mathrm{j}3.2769\)

MATLAB 文本:exe556.m

G=tf(10*[1,1],conv([1,0,0],[1,-1]));

margin(G);grid;

p=[1,-1,10,10];root=roots(p);

5-57 设反馈系统如图 5-107(a)所示,其中 \(G_1(s),G_2(s)\)都是最小相位传递函数。若已知开环系统和 \(G_1(s)\)的对数幅频渐近特性曲线如图 5-107(b)所示,试确定 \(G_2(s)\)的传递函数。

图:自控原理题海_p318_fig1

(a) 结构图

图:自控原理题海_p318_fig2

(b) 对数幅频渐近特性

图 5-107 反馈系统结构图和对数幅频渐近特性

在图 5-107(b)中,由开环系统的对数幅频渐近特性曲线可知,开环传递函数应具有如下形式:

\[G(s)=G_1(s)G_2(s)=\dfrac{K}{s\left(\dfrac{1}{26.6}s+1\right)\left(\dfrac{1}{\omega_3}s+1\right)}\]

由开环系统对数幅频渐近特性曲线的几何特性,可得以下等式:

\[20\lg\dfrac{26.6}{\omega_c}=6,\qquad 20\lg\dfrac{K}{\omega_c}=0,\qquad 40\lg\dfrac{\omega_3}{26.6}=23-6\]

解得

\[\omega_c=13.3,\qquad K=13.3,\qquad \omega_3=70.78\]

故开环系统的传递函数为

\[G(s)=G_1(s)G_2(s)=\dfrac{13.3}{s\left(\dfrac{1}{26.6}s+1\right)\left(\dfrac{1}{70.78}s+1\right)}\]

由图 5-107(b)中 \(G_1(s)\)的对数幅频渐近特性曲线可知,\(G_1(s)\)应具有如下形式:

\[G_1(s)=\dfrac{K_1}{s\left(\dfrac{1}{\omega_1}s+1\right)\left(\dfrac{1}{\omega_2}s+1\right)}\]

由开环系统及 \(G_1(s)\)对数幅频渐近特性曲线的几何特性,可得以下等式: