问答题
一反馈系统如图(a)所示,试用罗斯-霍维茨判据和奈奎斯特判据两种方法确定系统稳定的K值范围。
【正确答案】
【答案解析】
解 由图(a)可得
此反馈系统的特征方程为
即s
3
+6s
2
+11s+K+6=0
(1)用罗斯-霍维茨判据
R-H阵列:
据罗斯-霍维茨判据可知,要使系统稳定,须有
故当-6<K<60,K≠0时,系统稳定。
(2)用奈奎斯特判据
开环频响特性为
设K>0,则:
幅频特性
相频特性
当ω=0时,
,轨迹交于正实轴
处;随着ω(<1)增加,曲线在实轴下方向右旋转,当ω=1时,
,轨迹交于负虚轴
处,当
时,轨迹交于负实轴
处,ω继续增加,曲线则在实轴上方向右旋转,直到ω→∞时,轨迹止于原点,再根据奈奎斯特图的对称性及K<0时相频特性反相的特点,可分别作出K>0时及K<0时的奈奎斯特图如图(b)、(c)所示。
由K>0的奈奎斯特图可知:
,即K<60时,奈奎斯特图不包含-1+j0点,此时系统稳定。
又由K<0的奈奎斯特图可知:当
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