- 根轨迹的概念 - 自动化与自动控制理论 - 自动化是采用机器代替人的脑力劳动 - 自动控制理论探讨反馈控制系统的基本原理和方法 - 自动控制理论发展分为经典、现代和后现代三个阶段 - 控制系统的性能要求 - 稳定性 - 系统在有界输入下输出有界或收敛 - 稳定性的充分必要条件涉及闭环极点 - 快速性 - 二阶系统优于临界阻尼或过阻尼系统 - 准确性 - 通过静态误差量化,取决于开环增益 - 根轨迹分析法的背景 - 高阶系统求解困难推动根轨迹法的发展 - 根轨迹法利用开环极点确定闭环极点 - 1950年Evans提出根轨迹法 - 根轨迹的基本概念 - 开环传递函数与闭环传递函数的关系 - 开环传递函数为S乘上S加2分之2K - 闭环特征方程为S平方加2S加2K等于0 - 特征根随参数变化的趋势 - K从0到无穷变化时,特征根在复平面上移动 - 形成两条根轨迹 - 根轨迹法的特点 - 图解方法,直观形象 - 可判断系统稳定性、阻尼类型和快速性 - 近似方法,但仍可进行准确分析 - 适用于研究某一参数变化对系统性能的影响 - 根轨迹方程 - 开环传递函数的标准零极点形式 - 包含根轨迹增益、开环零点和开环极点 - 根轨迹方程的推导 - 模条件和相角条件 - 相角条件用2H加1π表示 - 根轨迹分析法的应用 - 性能指标与实域法相同 - 快速性用峰值时间和上升时间衡量 - 根轨迹绘制方法 - 基于规则手动绘制 - 利用计算机软件辅助绘制 - 软件绘制示例 - 不同颜色表示不同根轨迹 - 软件可计算系统性能指标如开环增益、阻尼系数等