负反馈系统根轨迹手绘步骤详解:以K/s(0.2s+1)为例

本文将以某单位负反馈系统的开环传递函数为 K/s(0.2s+1) 为例,详细介绍如何使用八个法则步骤手绘系统的根轨迹。

  1. 根据开环传递函数,确定系统的传递函数为:

$$ G(s) = rac{K}{s(0.2s+1)} $$

  1. 计算系统的零点和极点:

系统的零点为 0,极点为 s1=0 和 s2=-5。

  1. 绘制实轴和虚轴:

根据八个法则中的第一条规律,根轨迹必然对称于实轴,因此我们先绘制实轴。虚轴的范围为 -j∞ 到 j∞。

  1. 绘制极点和零点:

根据八个法则中的第二条规律,根轨迹从奇数个极点或零点出发,到达无穷远处。因此我们先画出极点和零点。在实轴上,我们画出一个实心圆表示零点,一个空心圆表示极点。在虚轴上,由于没有零点,我们只需要画出极点。

  1. 确定起点和终点:

根据八个法则中的第三条规律,根轨迹的起点和终点分别位于实轴上,起点在极点的右侧,终点在极点的左侧。在本例中,起点为 s=0.1,终点为 s=10。

  1. 确定根轨迹在实轴上的分布:

根据八个法则中的第四条规律,根轨迹在实轴上的分布取决于极点和零点的个数、位置和相对位置。在本例中,我们有一个零点和两个极点。由于零点在极点的右侧,因此根轨迹从左侧的极点出发,向右移动,穿过零点后再向左移动,最终趋近于右侧的极点。

  1. 确定根轨迹在虚轴上的分布:

根据八个法则中的第五条规律,根轨迹在虚轴上的分布取决于极点和零点在虚轴上的位置关系。在本例中,我们只有一个极点在虚轴上,因此根轨迹在虚轴上的分布就是一条直线,从极点开始向上或向下延伸。

  1. 绘制根轨迹:

根据以上的分析,我们可以手绘出系统的根轨迹,如下图所示:

image.png

其中,实心圆表示零点,空心圆表示极点,红色线条表示根轨迹。

负反馈系统根轨迹手绘步骤详解:以K/s(0.2s+1)为例

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