谁能求使这个系统闭环稳定的k值的?

作者&投稿:汝冯 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
求系统稳定的K取值范围?~

判断一个系统稳定不稳定,看的肯定是它的闭环传递函数,有时我们为了处理上的方便,用一些方法直接用其开环传递函数判断
对于该题,其特征方程为s(Ts+1)(2s+1)+K=0
如果一个系统是稳定的,则它的闭环极点必须在复平面的左侧,当奈奎斯特图过(-1,0)点的右边时,,其对应的传递函数有在左半平面的闭环极点,因此系统不稳定

判断一个系统稳定不稳定,看的肯定是它的闭环传递函数,有时我们为了处理上的方便,用一些方法直接用其开环传递函数判断对于该题,其特征方程为s(Ts+1)(2s+1)+K=0如果一个系统是稳定的,则它的闭环极点必须在复平面的左侧,当奈奎斯特图过(-1,0)点的右边时,,其对应的传递函数有在左半平面的闭环极点,因此系统不稳定

本题为标准的课后习题,参看例题就可解。
注意:奈氏判据必须绘制奈氏曲线,曲线是单调的,绘制方法可参考例题。

计算穿越点
P(w)=-90-arctg2w-arctgw=-180,计算得wx=0.707
G(jwx)=K/1.5<1,得K<1.5
此时,穿越次数N=0,又开环传函得P=0,则Z=p-2N=0,系统稳定。

当K=1时,系统稳定。
穿越频率不变,wx=0.707,幅值裕度h=1/|G(jwx)|=1.5

由A(w)=1,求截止频率wc,此题有些麻烦。
直接用定义求,为w的高次方程,解不出。
一般用对数幅频渐近线求,其-40de/bec段过0db线,但是求出来wc=0.707,为临界稳定,不合前面的分析。因为转折频率和截止频率接近,所以误差太大,造成了矛盾。

折中一下,用部分简化的方法,只忽略最高频段:1/w(4w^2+1)^0.5=1,解得wc=0.62,
相角裕度为r=180-90-arcarctg2wc-arctgwc=7.1o
..........................
补充求wc
已知开环传递函数G(s)=1/s(2s+1)(s+1),可以概略绘制一下对数幅频渐近线。目的仅是为找到是哪一段折线段穿越0分贝线,所以草稿纸上就能绘,例题上就有绘制步骤。
转折频率为w1=0.5,w2=1。
而低频段斜率-20dB/dec,即该段以w=1穿越0分贝线。
低频段延长到第一个转折频率w1=0.5处,发生转折,斜率变为-40dB/dec
该段继续延长,到第二个转折频率处w2=1发生转折,斜率变为-60dB/dec
画完后就可以看出,是斜率-40dB/dec这段穿越0dB线。
wc=(w1*K)^0.5=(0.5*1)^0.5=0.707。但是结算结果是r=0,临界稳定。与前面幅值裕度矛盾。这是因为,概略绘制对数幅频渐近线,是近似的结果。

所以,只忽略高频段1/(s+1),降为两阶求wc。


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