稳定性:劳斯–赫尔维茨与根轨迹练习卷(附答案)

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1.简单
R(s)+K2s + 1C(s)−

比例增益 K 在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 2/(s + 1)。求把闭环极点置于 s = −2 的增益 K。

G(s) = 2/(s + 1)p = −2
K =
2.简单
R(s)+K = 210s + 1C(s)−

增益为 K = 2 的比例控制器在单位负反馈回路中控制对象 G(s) = 10/(s + 1)。求闭环极点 p。

G(s) = 10/(s + 1)K = 2
p =
3.中等
R(s)+Ks + 2(s − 3)(s + 2)C(s)−

对象 G(s) = (s + 2)/((s − 3)(s + 2)) 在 s = 3 处有一个不稳定极点。用比例增益 K 围绕它构成单位负反馈回路。求使闭环稳定的最小增益 Kmin。

G(s) = (s + 2)/((s − 3)(s + 2))
Kmin =
4.中等
R(s)+K1(s + 1)(s + 2)(s + 4)C(s)−

某单位负反馈回路的 L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4)),K > 0。求使闭环稳定的最大增益 Kmax。

L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 4))
Kmax =
5.困难
ReIm−2−4−6j2j4

对于 L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 32)),求根轨迹从上半平面复极点出发的出射角 θd,从正实轴量起。

L(s) = K/((s + 5)(s² + 8s + 32))
θd = °
6.困难
ReIm−2−4−6j2j4

已画出 L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5)) 的根轨迹。求轨迹与虚轴相交处的频率 ω。

L(s) = K/((s + 1)(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s

答案

  1. 1. K = 0.5
  2. 2. p = −21
  3. 3. Kmin = 3
  4. 4. Kmax = 90
  5. 5. θd = 14.04 °
  6. 6. ω = 5.385 rad/s

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