传递函数 根轨迹法基础

  • 零点 Zeros:传递函数分子多项式为零的点
  • 极点 Poles:传递函数分母多项式为零的点

稳定性分析

线性系统稳定性分析 闭环系统特征方程的所有根均具有负实部,闭环传递函数的极点均位于 s 左半平面。

动态性能分析

根据根轨迹的位置,结合二阶系统的时域分析,判断系统的性能

引入开环极点

根轨迹向右弯曲,动态性能变差,甚至导致不稳定 极点使峰值时间滞后,超调量减小

引入开环零点

相当于增加 PD 矫正环节 在开环系统中增加负实部零点,可以使根轨迹向左方移动,所引入的零点越靠近虚轴,根轨迹向左方移动的越显著,从而增加系统的相对稳定性,改善系统的动态特性。 零点使峰值时间提前,超调量增大 原理:根轨迹上的点应该始终满足 相角条件

& \sum\limits_{j=1}^{m}\angle(s-z_{j})-\sum\limits_{i=1}^{n}\angle(s-p_{i})=(2k+1)\pi \end{align}$$ 当引入开环零点时,仍要满足相角条件,根轨迹向左移动 ### 闭环主导极点 **闭环主导极点**:距离虚轴比较近,且附近没有其他的零点的极点。利用闭环主导极点,对系统降阶,化为尾 1 多项式。 [[高阶系统的时域分析\|高阶系统的时域分析]] ### 偶极子 相距很近的闭环零极点,分为两类: 1. 不接近坐标原点对动态性能的影响很小(可以直接消去) 2. 接近坐标原点,必须考虑对动态性能的影响(不能消去),但不影响系统主导极点的地位