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单位反馈系统有一个受控对象为 G(s)=1/s(s+k)(s+6)利用根轨迹设计校正网络,使系统满足以下指标: 1)阶跃响应调整时间小于5s;2)超调量小于18%;3)速度误差系统为10.k=5

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首先,我们需要计算开环系统的阶跃响应时间。根据给定的传递函数$G(s)=\frac{1}{s^2+5s+6}$,我们可以使用Nyquist方法来计算阶跃响应时间。

1. 计算极点:$s^2+5s+6=0$

解得:$s=-3$或$s=-2$

2. 计算零点:$s^2+5s+6=0$

解得:$s=-1$或$s=-3$

3. 计算增益:$\frac{1}{(-1)^2+5\times(-1)+6}=1/(-1)=-1$

4. 计算单位阶跃响应:$(-1)\times(e^{-3})=-e^{-3}$

5. 计算瞬时阶跃响应:$-e^{-3}\times(-1)=e^{-3}$

6. 计算阶跃响应时间:$\Delta t=(T_1-T_2)/2$,其中$T_1$为上升时间,$T_2$为下降时间。由于系统是线性的,所以上升时间和下降时间相等,即$T_1=T_2=|-e^{-3}|/(|-1|)=e^{-3}/1=e^{-3}$。因此,阶跃响应时间$\Delta t=(e^{-3})/2\approx 7.41\times 10^{-3}s$。

接下来,我们需要计算超调量。超调量是指系统在阶跃响应过程中的增益增加量。我们可以通过比较开环系统和闭环系统的增益来估计超调量。

闭环系统的传递函数为:$G'(s)=G(s)/(s^2+5s+6)=1/(s^2+5s+6)$

当阶跃输入为1时,闭环系统的输出为:$y=G'(1)=1/(1^2+5\times 1+6)=1/12 \approx 0.0833$

开环系统的增益为:$A_open=-1$

因此,超调量为:$\Delta y=|y-\text{A}_open|=|1/12-(-1)|=|1/12+1|=|13/12| \approx 0.9444$

最后,我们需要计算速度误差。速度误差是指系统的实际速度与理论速度之间的差异。我们可以通过比较开环系统和闭环系统的最大增益来估计速度误差。
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