【根轨迹上闭环极点的位置反映系统阻尼特性】
根轨迹与阻尼比是自动控制原理中分析系统性能的关键内容,二者存在紧密且直观的关联,核心逻辑围绕根轨迹上闭环极点的位置反映系统阻尼特性展开,以下从原理到应用详细梳理,涉及公式均用LaTeX\LaTeXLATEX格式呈现:
一、本质关联:极点位置决定阻尼比
系统的闭环极点分布在复平面(根平面)上,阻尼比ζ\zetaζ是描述二阶(或高阶系统主导极点)系统阻尼特性的核心指标,与极点位置直接挂钩:
对于二阶系统的共轭复极点,其表达式为: s=−ζωn±jωn1−ζ2 s = -\zeta\omega_n \pm j\omega_n\sqrt{1 - \zeta^2} s=−ζωn±jωn1−ζ2
其中,ωn\omega_nωn为无阻尼自然频率 。
从极点在复平面的位置看:
实部:−ζωn-\zeta\omega_n−ζωn
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