系统根轨迹分析:传递函数、MATLAB绘制与稳定性判断
- 系统的传递函数为:
$ \frac{C(s)}{R(s)}=\frac{K(s+5)}{(s^2+4s)(s^2+5s+6)+K(s+5)} $
- 使用matlab编程绘制根轨迹图的代码如下:
num = [1 6 5 0];
den = [1 9 26 24 5];
rlocus(num,den)
绘制的根轨迹图如下:

- 根轨迹图的分支有3个,因为系统的开环传递函数为:
$ G(s)=\frac{K(s+5)}{(s^2+4s)(s^2+5s+6)} $
其中,分母有两个二阶项,因此根轨迹图的分支数为2+1=3。
系统的稳定性可以根据根轨迹图上的规律来判断。由根轨迹图可知,当$K>0$时,根轨迹图从左半s平面进入右半s平面,且没有穿越虚轴,因此系统稳定。当$K<0$时,根轨迹图从右半s平面进入左半s平面,且穿越了虚轴,因此系统不稳定。当$K=0$时,根轨迹图在实轴上,因此系统边界稳定。综上,系统稳定的条件为$K>0$。
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