自动化专业英语教程三一

自动化专业英语教程教学课件July28,2007P2U3ATheRootLocus第二部分第三单元课文A根轨迹A根轨迹1.课文内容简介：主要介绍《自动控制原理》中根轨迹的定义、幅角与幅值判据、绘制根轨迹的规则、根轨迹法用于系统设计和补偿等内容。2.温习《自动控制原理》中有关根轨迹的内容。3.生词与短语factoredadj.可分解的depictv.描述conjugateadj.共轭的vectorn.矢量argumentn.辐角，相位counterclockwiseadj.逆时针的oddmultiple奇数倍evenmultiple偶数倍P2U3ATheRootLocus第二部分第三单元课文A根轨迹plotv.绘图n.曲线图sketchv.,n.（绘）草图，素描facilitatev.使容易，促进coincidev.一致asymptoten.渐进线integern.整数intersectv.相交realaxis实轴symmetricaladj.对称的breakawaypoint分离点arrivalpoint汇合点departureangle出射角arrivalangle入射角thereofadv.将它（们）imaginaryaxis虚轴passiveadj.被动的，无源的P2U3ATheRootLocus第二部分第三单元课文A根轨迹activeadj.主动的，有源的networkn.网络，电路phase-leadn.相位超前phase-lagn.相位滞后4.难句翻译[1]…asanysingleparameter,suchasagainortimeconstant,isvariedfromzerotoinfinity.……当任意单一参数，如增益或时间常数，从零变到无穷时。[2]Theseeffectsincreaseinstrengthwithdecreasingdistance.随着到原点距离的减小，它们的作用强度会增加。此处distance指零（极）点到原点的距离。[3]Ignoringfortheweakereffectoftheaddedpole,whichisoftenplacedat10timesthedistancetotheorigin,thezero…忽略常被置于10倍于零点到原点距离处的附加极点的微弱作用，零点……P2U3ATheRootLocus第二部分第三单元课文A根轨迹5.参考译文A根轨迹简介 控制系统三个基本的性能指标是稳定性、满意的稳态精度和满意的暂态响应。如果已知系统的传递函数，劳斯-胡尔维茨判据会告诉我们系统是否稳定。如果系统稳定，可以确定各种类型输入时系统的稳态精度。为了确定暂态响应的特性，我们需要知道特征方程的根在s平面上的位置。遗憾的是，特征方程通常不能分解成因式并且是高阶的。根轨迹技术是一种当任意单一参数，如增益或时间常数，从零变到无穷时确定特征方程的根的位置的一种绘图方法。因此，根轨迹不仅提供系统绝对稳定性而且提供稳定裕量的信息，稳定裕量是描述暂态响应特性的另一种方法。如果系统是不稳定的或暂态响应不令人满意，根轨迹给出可能改进响应的方法并很方便地定性描述这些改进的效果。P2U3ATheRootLocus第二部分第三单元课文A根轨迹幅角与幅值判据 没有传输延迟，系统的传递函数可以简化成两个多项式之比如下根轨迹技术是将特征方程D(s)表示为1和一个新的s的多项式之和。特征方程可以写作公式中K是我们关注的参数，-z1，-z2，…是开环零点，-p1，-p2，...是开环极点。K与s无关，一定不能出现在多项式Z(s)(2-3A-1)(2-3A-2)P2U3ATheRootLocus第二部分第三单元课文A根轨迹

和P(s)中。KZ(s)/P(s)这个形式是重要的，这些极点和零点可能是实数或共轭复根。注意在公式(2-3A-2)中，s的系数总是定为1以用于根轨迹运算。零点是使Z(s)等于零的值，用符号

表示。不要自动认为这个零点也是使系统（闭环）传递函数N(s)也等于零的闭环零点；它可能是，但不一定非是。极点是使P(s)等于零的值，用符号×表示。sn项代表n重极点，n个极点都等于零且位于s平面的原点。特征方程的根以前已经定义为使D(s)等于零的值。由于s是复变量，亟待和零点可能是复数，KZ(s)/P(s)是复变函数，因此可用一个有幅值和与其相关的角度或叫幅角的矢量来表示。在公式(2-3A-2)右边的每一个分解因子可被看作P2饶U3甚A拒T钟he园R深oo呜t商Lo婆cu币s第二露部分寻第三咳单元乞课文A根轨舒迹具有邪独自此幅值外和幅喉角的敢矢量园，如娇图2-守3A盲-1所示怨。注惰意幅僵角

是以魄水平充方向枕为基愿准、诵逆时德针方趣向为粥正来眼计量集的。如果碧我们脂用极六坐标泪表示揉每一眠个因奖子，恐得到图2-求3A潜-1根轨沟迹的柏幅角梁和幅悠值P2焦U3述A顿T吊he润R垮oo票t薯Lo缸cu移s第二征部分欺第三页单元不课文A根轨昆迹如果砍我们霉合并收幅值咳项并偶将指库数项窄相乘珠，得缩慧到注意具特征易方程贱公式(2仿-3惊A-克3)，求绪解KZ(s)/P(s)得而-1可表倒示成梅幅值音为1，幅她角为疗奇数畅倍18务0

的矢雪量。劳根据吃公式(2辆-3爽A-芒3)和(2梁-3随A-塌4)，我临们看喊到有汇两个笋参数炎使特骆征方野程D(s)等于绑零，辞即当K从0增加疼到无登穷大瞎时，锤有两胡个参过数可带以确辅定系英统（信闭环昼）极恳点。(2弱-3太A-突3)(2住-3逗A-距4)P2耳U3续A充T增he让R大oo屯t渣Lo沃cu返s第二原部分谦第三泊单元丽课文A根轨扛迹幅值颈判据拿：幅角锡判据旺：P2浑U3中A层T牙he谢R想oo失t钳Lo巧cu余s第二慌部分昼第三旬单元悲课文A根轨刺迹绘制丙根轨巾迹的青规则应用俩幅角港和幅乐值判轮据，缎显然仙根轨羞迹可石由计雅算机倡绘出追，但嚷是，劳我们臣要介鉴绍根艺轨迹爆草图柔的快早速绘池制方比法。冰以下篇规则牵有助殿于根夏轨迹栗的绘晓制。1.当K=0时，野闭环拣极点暗等于森开环痒极点兰。2.当K

时，废闭环伪极点丘趋近虑开环粘零点岔。3.根轨垦迹的悼分支骂数等贝于开嫂环极尤点数途。当K=0时，庙分支卵起始火于每绣一个悠开环歇极点快。随恋着K值的宣增加仆，闭塑环极些点位取置绘芝出根富轨迹筹，当K

时，勺根轨砍迹终书止于析开环吹零点鹿。4.如果与开环值零点绢少于身开环呢极点概（j<i），貌那些共无零慕点趋廉近的器根轨基迹分蹈支沿结着渐积近线描趋于末无穷冈大。具渐近舍线的愈条数姥为（i-j）。5.可从务幅角源判据谅中得取到渐戴近线箱的方肃向。圆从所竹有m个开站环零恳点和n个开犁环极继点到s的矢介量具灿有相捉同的傅角度

。因卵此渐蛙近线龄的角刘度P2景U3候A肥T昨he杨R砖oo杏t讽Lo里cu送s第二刊部分付第三移单元毁课文A根轨乘迹

必须朵满足凭（k=任意岔整数士）。置渐近猛线的脾角度娱是均介匀分斧布的雕。6.每一坊条渐域近线鸣与实界轴有上一个雁交点庙，与辈原点寨的距班离为

07.根轨甚迹对拿称于塌实轴天，因威为复遗数开汇环极糕点和耐零点靠都是厨共轭限对。8.实轴陶上某斯个区浊间右晓侧实回轴上册的开棕环零续极点愧数之膝和为腾奇数驱时，统这个污区间慈形成取根轨稻迹，随因为究这个贺区间若上的侍任一恩点满击足幅拳角判养据。9.如果生实轴举上两羽个开袋环极民点（蹲或两纲个开完环零槽点）导之间贞有根骆轨迹结，那烧么实蛛轴上久一定销存在女分离延点（层或汇醉合点搅）。皆如果鲜附近信没有咳其它骆的极该点和攻零点欧，分屿离（德或汇遣合）香点一告定位摇于两涨个极晓点（跳或P2顾U3陪A慢T椅he股R命oo吹t垒Lo它cu锅s第二腊部分杆第三垦单元颤课文A根轨伴迹两个秤零点称）的舞中间简。在该图2-翠3A迎-2竟d中，基添加本极点p3将会窄推远战分离词点，居类似景地，玻在p3的位爆置添物加一财个零扑点将型会吸凭近分史离点反。图2-坦3A优-2根轨树迹图P2六U3听A健T故he拖R阻oo溉t悔Lo煮cu冤s第二听部分语第三氏单元件课文A根轨扎迹10惑.复数肯开环时极点奴的出列射角万（或醉复数堡开环蛇零点包的入狂射角粉）是螺根轨已迹最缓后一沟个重样要的傻特征唐。对坝图2-沾3A扣-3上紧沙挨着p1的根回轨迹水上的季点应歼用幅把角判筒据。姓则有肃从其浪它零虾、极砌点到读这一勉点的荷矢量塌角与亡它们趴到p1点的红矢量朵角相顷同。拳从p1到这缩慧点的痕角度亮一定喂满足帮如下亏公式窃：出射继角：类似券地，撇入射学角：图2-白3A芳-3根轨舌迹的法出射南角P2伍U3秩A餐T参he罗R挽oo药t撑Lo抵cu嚷s第二爪部分疾第三肆单元钢课文A根轨嫌迹使用收根轨烫迹法赴作系节统设朴计与拐补偿根轨形迹被乖用于返确定忧增益睁以获浩得预驴想的订阻尼怎比或罪时间码常数断。比距例控叙制设悲计不面改变漏根轨面迹的咬形状之。但处如果耀需要茫动态令补偿弹，一赴个串蹄联的粱补偿承器会排添加叮极点夹和零此点到稀开环糠极、完零点冰图形敬中去屈，以袜按照途预想说的方慰向改跑变根哄轨迹母的图甚形。像图2-薪3A惕-4所示刑的那俭样，熄添加宋一个街极点贫会将痕根轨臣迹推弟离这嘉个极锡点，痛添加创一个饿零点想会将浩根轨味迹吸亚近这政个零谁点。吓随着遥到原句点图2-徒3A夹-4添加好极点破或零欣点的织效果P2孔U3姓A仔T捏he佣R锐oo收t堆Lo扁cu姜s第二氧部分蒸第三粥单元大课文A根轨咬迹距离伴的减俘小，钩它们旷的作煎用强浙度会撑增加叔。添理加零耗点可诸以改砌善相疑对稳雁定性知，因乎为它悠可以马吸引闭根轨否迹、疾或根桥轨迹普的一查部分掀离开颂虚轴耕进入援左半内平面崖，较俯远地雀离开升虚轴划。在模祥拟控疼制系缴统中饶，通鸡常用匀无源表和有夹源电应路来领实现掌这些事非常习重要塔的补狭偿。访包含册补偿她增益家，传亮递函饥数具坊有如搬下形言式：相位跃超前讽时，z<p，相脂位滞共后时湖，z>p。图2-末3A拉-5给出烘了极-零点糊图形绵。相碎位超材前补妇偿近预似于PD（比相例-微分乐）控给制，字经常净用图2-鸡3A蛋-5相位怕超前告和相青位滞累后举理例P2让U3饮A释T袄he拴R横oo我t组Lo果cu反s第二种部分冷第三埋单元血课文A根轨僻迹于降钟低信奖号噪甚声，丹因此寇而改蕉善稳剧定性捷。相坐位滞鞋后是徒一种谱常用食的补寻偿，肾例如PI（比生例-积分粗）控梁制，舰用来唐改善怖精度核。但奶是，箱相位轨超前浮可能谱也改柴善精腹度，傍相位罗滞后蹲也改旺善稳债定性伴。相位帝超前洪和相鬼位滞匠后补评偿举批例：在图2-惨3A冠-6脊a中，寻用相等位超方前代绣替比伞例控冻制，胃借助撑于补累偿极蚁点的挥作用帜，打披算“融吸引锯”比巩例控许制的文根轨款迹分工支回店到左辩半平亏面图2-悟3A叶-6相位岂补偿P2闭U3隶A者T补he恐R为oo装t升Lo星cu浅s第二滔部分县第三撤单元班课文A根轨蔬迹上来蔽。忽势略常荷被置享于10倍于虹零点婚到原购点距桌离处蜂的附愈加极副点的赔微弱镇作用岩，零峡点被破用来如满足玩补偿堂的需级要。类似声地，笨在相带位滞夜后补错偿中辽也使定用一夏对极-零点滩。但限是，恒这对杯极-零点娇离原槽点非障常近那，比艰图2-氏3A戒-6糟b所表童示的炉要近路得多涝，画墓成这询样是点为了奔看清冰楚靠消近原锻点根唯轨迹耀的形挺状。网正像展到虚贷线根骡轨迹竟上的末点的戚矢量帝所表种示的供那样虏，这堡样一究对极-零点容电路好对矢卵量角偏的影壮响很例小。总因此摔，主植要的报根轨员迹几挂乎没邀有什昆么变吹化。鼓靠近腔原点堵的图剑形具容有图2-刃3A苗-4盈c的形蔑状。炼虽然溪主要折的根待轨迹遥几乎逢没有宰什么愤变化卸，我至们感单兴趣蜂的增择益系狸数已姨包含旷在回额路增哑益函刷数中断，可未增加迟增益喝系数脆以改纽奉善稳所态误游差。P2当U3帮B斥Th拥e端Fr州eq艺ue歉nc色y寺Re危sp捷on奔se蜻M聋et高ho巷ds云:盯Ny鹿qu脏is众t董Di富ag先ra鸦ms第二吼部分爷第三省单元聚课文B频率穗相应弯方法;奈氏续图B频率害相应要方法撕：奈灯氏图1.课文吩内容告简介涉：主凡要介咏绍《自动廊控制恩原理》中使扰用频萄率相浇应方亦法的炸必要袋性和框优点互、频伤率传堤递函浓数、舟奈奎位斯特扬稳定胃判据班、增吗益裕均量和栋相角途裕量晚等内拳容。2.温习《自动少控制状原理》中讲嘉解频替域特川性的扁有关碌章节袖。3.生词曲与短胜语pe射ri轻od胆icad罢j.周期灰性的ra既nd己omad销j.随机静的mi暴si粗nt昆er跃pr事et贵at辉io辞nn.曲解羞，误朋译de巾ve坐lo胀pv.导出撇，引性入fo起rc妹in灭g诸fr首eq队ue吼nc晴y强制纠频率pa浙rt剪ia逼l锤fr慢ac蹦ti煌on躁e霞xp梅an馅si尊on部分紧分式览展开稿式br肤ac续ke撇tv.加括楼号ar贫bi絮tr旷ar陪yad闻j.任意箩的P2胀U3息B炒Th羊e肉Fr烂eq身ue辨nc船y男Re杠sp落on感se覆M难et粘ho北ds源:败Ny司qu时is咳t工Di淡ag对ra叹ms第二流部分甘第三扑单元缩慧课文B频率旦相应割方法;奈氏骡图po划la很r悟pl零ot极坐离标图ti家pn.顶端ve疲rs联uspr抚ep过.……对……th哑e芳th泳eo菌ry忆o吼f就re舞si薪du起es余数杯定理id甩en阻ti背tyn.一致罢性，伍等式om亿itv.省略si铅mp犯li直ci待tyn.简单co惰nt挽ou丙rn.轮廓榨，外筛形en诉cl寺os屠ev.围绕se言mi杀ci粱rc宪len.半圆严形ra承di老usn.半径un筐de倘rg膛ov.经历ne判tn.净值蜘；ad金j.净值证的re误vo办lu牧ti跑onn.旋转en逗ci跪rc蔬lev.环绕in众de工nt毯at集io等nn.缺口P2役U3猫B界Th俱e忍Fr颠eq止ue顾nc感y若Re助sp兽on壳se食M呈et掏ho逝ds稻:差Ny飘qu猴is毒t签Di轮ag袄ra袜ms第二再部分东第三唐单元拐课文B频率节相应指方法;奈氏码图in奋fi钳ni赖te抹si再ma录lad玩j.无限械小的mi男sl踩ea沃di披ng殃i遣nd维ic依at王io勺n导致舒错误手的读唐数4.难句叶翻译[1加]本Th肯e旁wi窜nd圾l禽oa年di桶ng档o旺f栋a拖tr究ac肃ki症ng吃r旱ad下ar刃a骗nt拢en伯na塑,厉fo疾r沟ex府am智pl鉴e,酿r坐es倘ul巨ts颗f瓶ro慨m味a切me先an父v扫el道oc佩it彩y识co甲mp刊on鹿en肃t评th蹲at奖v胀ar肠ie最s智wi荡th埋t级im滑e驾pl矿us腔s案up生er游im完po秆se握d遇ra辈nd违om缓g醒us脸ts罚.例如认，跟毙踪雷渣达天惕线的渗风力蚁负载盟是由叮一个丙随时池间变朵化的晓平均吹速度椒成分驴与叠限加的友随机阿阵风云组成阵的。[2犬]警…,璃i览t扰is妙o神nl蚂y母ap费pr帝ox尸im图at才e店an皱d核is碰s社ub王je著ct挑t碗o熊mi弯si签nt买er毫pr映et机at蛮io各n.……只是必近似开的而赛且容恭易判些断错耐误。[3拜]愚It劣i弱s恳al乡丰so活t优he对n吩eg圈at万iv感e鹊ph膏as乳e差sh厘if宣t概(i育.e辣.,冻c俭lo哈ck迁wi现se纲r网ot外at夜io油n)辆o供fKZ(s)/P(s)竟wh秃ic暮h视wi庸ll各m忆ak戒e早th调e缩慧cu炉rv保e积pa积ss冲t来hr姑ou滚gh候-畅1.它也帽是能叙使曲宪线通吸过-1点的KZ(s)/P(s)的负序相位乞移动汉（即款顺时功针旋每转）扣的角乖度。P2枣U3食B卫Th符e湿Fr辩eq魂ue计nc亩y区Re抛sp均on咱se浩M陶et瘦ho昌ds绞:旺Ny允qu漆is竞t主Di久ag愉ra梁ms第二山部分跳第三四单元喂课文B频率柔相应殃方法;奈氏历图5.参考烛译文B频率痒响应鲜：奈吹奎斯父特图简介有时慢在频毙域而扒不是冰在根艳轨迹棚的s域开羞展研蚕究工蓝作是碌必要授或有穴益的址。因陡为做杀系统栽分析芦时，葛根轨得迹法薪需要桑传递胶函数洪，但恋获得攀某些屈元件楚、子犹系统糠以致支系统沈的传散递函压数很存困难旧、甚嫂至是冤不可呼能的揭。在拖这种蔬情况信下，拔可用梢实验兰方法爸确定余在已榨知频坑率和段幅值嚷的正迎弦测近试波萍作用怠下的贵频率贫响应爬。输入盏信号享的性津质也剑影响愚系统肆分析铅和设颠计方碍法的窜选择指。许钉多命尊令输停入仅枕仅是巡寿让系薄统从皇一个岂稳态煌转移煤到另渗一个涉稳态斑。这孙类输项入可蔑用位垫置、分速度谈和加淡速度秃恰当遍的步能骤进说行充蛛分的雹描述理，并起适合丹在s域作以分析鸟。但季是，夺当各发个步禽骤的杠时间欢间隔赚减少什到系符统没色有时浩间到薪达每纷一步进输入贪的稳布态时犹，用会阶跃临表示永法和s域作佣分析蕉就力楚不从朴心了销。如妥此快毙速变睁化的壮命令彻输入膏（或毅扰动惠）可违能是重周期灭的、灶随机速的、生或二灯者并浮存。顶例如卷，跟旋踪雷遥达天夜线的沸风力佛负载P2溉U3钻B亏Th云e摩Fr袭eq钩ue党nc物y菜Re疏sp轮on踪蝶se壮M胆et听ho问ds辉:询Ny贫qu吗is旬t乔Di愧ag吨ra衡ms第二华部分葬第三赢单元茶课文B频率判相应笔方法;奈氏允图是由劝一个爽随时呜间变渗化的济平均声速度凤成分程与叠隶加的共随机恩阵风年组成务的。钳如果拖这些碧输入健的频贤率分毁布可鱼以计泊算、动检测既甚至搂预测励，频魄率响政应可耗用来悔确定聪输入诱对系僻统输践出的粪作用果。频率差响应琴是一纪种稳道态响索应。朝虽然辉可以艰得到据某些旱关于泽暂态杰响应意的信姓息，翻但这状些信施息只忠是近他似的斜而且岛容易岸判断塑错误懒。频率壳传递裹函数有必桶要建碍立在悲频域郑使用漂的输未入-输出得关系怨，即剂频率镰传递卸函数啄。讨咬论具牌有已双知传鸣递函傲数G(s)的线嗓性系性统，幕施加喷正弦信输入或公式屠中r0是幅须值，

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