利用根轨迹法,确定参数a的值,使得主导闭环极点的阻尼比为0.5
题目
利用根轨迹法,确定参数a的值,使得主导闭环极点的阻尼比为0.5
系统为单位负反馈,开环传递函数为G(s)=10x(s+a)/(sx(s+8)x(s+1))
答案
先画出以a为变量的参数根轨迹,然后做一条与负实轴夹角为60度的线,这条线和根轨迹的交点就是阻尼比为0.5的极点,注意题目中是主导极点,所以取里距离虚轴最近的交点就可以.把这个交点带入根轨迹方程,求出a.这算是图解法,手工制图的话一定不会准.当然如果能够用matlab软件画根轨迹,精度还是可以的.
还有一种解析的方法,不用画根轨迹,完全靠计算.阻尼比为0.5的极点一定在与负实轴夹角为60度的线上,所以可以设这个极点s=(-x,根号(3)x),x>0,极点是关于实轴对称的,设这个第二象限的就可以了.然后把设出的这个极点s带到根轨迹方程里,整理一下,然后实部虚部同时为0联立方程,解出对应的a和x,因为有x>0的条件,所以有些根可能要舍去的,还有就是因为主导极点,所以取x最小的那个跟就可以了.这种方法计算比较麻烦,但是算出来的话一定是精确值.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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