开环零极点

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增加零极点对系统的影响: 增加零点时,会增加系统响应的超调量,带宽增大,零点离虚轴越近,对系统影响越大,当零点实部远大于原二阶系统阻尼系数ξ时,附加零点对系统的影响减小,所以当零点远离虚轴时,可以忽略零点对系统的影响。

增加极点时,系统超调量%pσ减小,调整时间st(s)增大,极点离虚轴越近,当系统影响越大当极点实部远大于原二阶系统阻尼系数ξ时,附加极点对系统的影响减小,所以当极点远离虚轴时可以忽略极点对系统的影响。

增加零极点以及零极点分布对系统的影响一般说来,系统的极点决定系统的固有特性,而零点对于系统的暂态响应和频率响应会造成很大影响。

以下对于零极点的分布研究均是对于开环传递函数。

零点一般是使得稳定性增加,但是会使调节时间变长,极点会使调节时间变短,是系统反应更快,但是也会使系统的稳定性变差。

在波特图上反应为,增加一个零点会在幅频特性曲线上增加一个+20db/10倍频的曲线,幅频曲线上移,增加一个极点,会在幅频特性曲线上增加一个-20db/10倍频的曲线,幅频曲线下移。

在s左半平面增加零点时,会增加系统响应的超调量,带宽增大,能够减小系统的调节时间,增快反应速度,当零点离虚轴越近,对系统影响越大,当零点实部远大于原二阶系统阻尼系数ξ时,附加零点对系统的影响减小,所以当零点远离虚轴时,可以忽略零点对系统的影响。

从波特图上来看,增加一个零点相当于增加一个+20db/10倍频的斜率,可以使的系统的相角裕度变大,增强系统的稳定性。

在s右半平面增加零点,也就是非最小相位系统,非最小相位系统的相位变化范围较大,其过大的相位滞后使得输出响应变得缓慢。

因此,若控制对象是非最小相位系统,其控制效果特别是快速性一般比较差,而且校正也困难。

对于非最小相位系统而言,当频率从零变化到无穷大时,相位角的便变化范围总是大于最小相位系统的相角范围,当ω等于无穷大时,其相位角不等于-( n-m)×90º。

非最小相位系统存在着过大的相位滞后,影响系统的稳定性和响应的快速性。

在s左半平面增加极点时,系统超调量%pσ减小,调整时间st(s)增大,从波特图上看,s左半平面增加一个极点时,会在幅频特性曲线上增加一个-20db/10倍频的曲线,也就意味着幅频特性曲线会整体下移,导致相角域度减小,从而使
得稳定性下降。

当极点离原点越近,就会增大系统的过渡时间,使得调节时间增加,稳定性下降,当系统影响越大当极点实部远大于原二阶系统阻尼系数ξ时,附加极点对系统的影响减小,所以当极点远离虚轴时可以忽略极点对系统的影响。

在s右半平面增加极点会导致系统不稳定。

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