问答题 求图中电路的系统函数,并绘其零极点分布图。
【正确答案】
【答案解析】解 (a)设图(a)所示电路中流过电阻R 1 的电流为i(t),方向自上而下,则有

代入参数后取拉普拉斯变换,得




故系统函数为

由s+60=0得系统零点z 1 =-60,由s 2 +130s+2200=(s+20)(s+110)=0得系统极点p 1 =-20,p 2 =-110,由此得零极点分布图如图(a 1 )所示。

(b)设图(b)所示电路中流过电阻R的电流为i(t),方向自上而下,则有

代入参数后取拉普拉斯变换,得

解得
故系统函数为
可见该系统只有一个二阶极点p 1,2 =-1,并且没有零点,其零极点分布图如图(b 1 )所示。

(c)设图(c)所示电路中电容与电阻并联支路两端的电压为u(t),极性上正下负,则有

取拉普拉斯变换,得

解得
故系统函数为

可见该系统只有一个单阶极点p 1 =-25×10 5 ,并且没有零点,其零极点分布图如图(c 1 )所示。

(d)设图(d)所示电路中两个理想变压器的变比为1,则三个回路中的电流都相同,均用i 0 (t)表示;同时两个变压器各自的初级电压分别与各自的次级电压相等,且分别用u 1 (t)和u 2 (t)表示两个变压器的初级电压,则有

解得

故系统函数为

可见该系统有一个零点z 1 =0和一个极点 ,其零极点分布图如图(d 1 )所示。