第4章
【本章概要】
控制系统的基本特性取决于零极点的分布。闭环系统的零点是由前向通道传递函数的零点和反馈通道传递函数的极点所组成,它们不难确定。因此分析和设计控制系统的关键在于确定系统极点的分布,这项工作采用解析法求解是很困难的,采用数值求解法来完成也并非易事。
伊万思(W.R.Evans)于1948年提出的根轨迹法是分析与设计反馈控制系统的一种有效方法。它是一种直接由系统的开环传递函数确定系统闭环特征根的图解法,具有形象、直观、使用方便等优点,在工程上得到了广泛的应用。
本章主要介绍根轨迹的基本原理和快速绘制概略根轨迹曲线的绘制规则,以及如何使用根轨迹法来分析与设计控制系统。
【学习目标】
明确根轨迹的有关概念
熟练掌握绘制根轨迹的方法
能够利用根轨迹定性分析系统性能随参数变化的趋势
【重点和难点】
重点:绘制系统根轨迹,利用根轨迹分析系统性能
难点:根轨迹法则的推导
【基本内容】
根轨迹的基本概念:根轨迹的概念,意义,举例
绘制常规根轨迹的基本条件和基本规则
参数根轨迹与零度根轨迹的绘制
增加开环零极点对根轨迹的影响
利用根轨迹分析系统的性能
【关键术语】
根轨迹(root locus):是指开环系统某个参数由0变化到∞,闭环特征根在s平面上移动的轨迹。
根轨迹方程(magnitude and phase equations):根轨迹所应满足的方程,称根轨迹方程。由相角方程和幅值方程组成。
参数根轨迹(parameter root locus):如果系统的可变参数不是增益(根轨迹K*或开环增益K)而是系统的其它参数时,此时的根轨迹叫参数根轨迹。
零度根轨迹(0o root locus):在某些情况下,相角方程右边相角的主值将不再是180o,而是0o,将这种根轨迹叫零度根轨迹。
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