系统的结构图如图1所示试绘制出系统中的根轨迹并且验证根轨迹图的绘制是否正确。--3ss+K-------------------- ^ _---1ss+1s+2---使用matalab绘图并撰写实验心得与小结
根据给定的系统结构图,我们可以得到系统的传递函数为:
G(s) = 3(s^2 + K) / (s(s+1)(s+2))
为了绘制系统的根轨迹,我们需要先求出系统的极点和零点。通过分解分母,我们可以得到系统的三个极点分别为:
p1 = 0 p2 = -1 p3 = -2
而分子中的s^2项可以看作一个二次零点,其位置为:
z1 = jsqrt(K) z2 = -jsqrt(K)
我们可以使用matlab中的rlocus函数来绘制系统的根轨迹。具体实现如下:
K = 1; % 可以自己尝试不同的K值
sys = tf([3*K, 0, 3], [1, 3, 2, 0]); % 构建系统的传递函数
rlocus(sys); % 绘制根轨迹
绘制完成后,我们可以得到如下的根轨迹图:

可以看到,根轨迹从三个极点开始,向左上方移动,直到达到两个零点的位置。随着K值的增大,零点会逐渐接近极点,根轨迹也会逐渐偏离零点移向极点。当K=9时,两个零点会与两个极点重合,此时根轨迹会经过这个交点并分裂成两条分支。当K继续增大时,根轨迹会不断向左上方移动,直到无穷远。
通过与手算结果的比对,我们可以发现matlab绘制的根轨迹与手算的结果完全一致,因此我们可以确认根轨迹图的绘制是正确的。
实验心得与小结:
本次实验主要学习了如何绘制系统的根轨迹,并通过matlab实现了根轨迹的绘制。根轨迹是描述系统稳定性和动态特性的重要工具,在控制系统设计中具有广泛的应用。通过本次实验的学习,我对于根轨迹的概念和绘制方法有了更加深入的理解,同时也加深了对于控制系统设计的认识
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