零极点

传递函数 根轨迹法

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

j=1m(szj)i=1n(spi)=(2k+1)π

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

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