根轨迹上的任意一点 s 都满足特定的几何条件,这些条件与开环传递函数的零点和极点相关。
1. 根轨迹方程的幅值和相角形式
对于一个开环传递函数 ,根轨迹上的任意一点 必须满足特征方程 ,即 。
如果我们将 表示为极坐标形式 ,那么 就等价于两个条件:
- 幅值条件:
- 相角条件:其中 为任意整数。
2. 幅值和相角的几何计算
幅值 r
幅值 r 可以通过计算点 s 到所有开环零点和开环极点的距离来确定:
用公式表示为:
其中, 是开环零点, 是开环极点。
相角 θ
相角 θ 是点 s 与所有开环零点连线的相角之和,减去与所有开环极点连线的相角之和:
用公式表示为:
3. 示例
假设开环传递函数为:
我们要判断点 是否在根轨迹上。
开环零极点:
- 零点:
- 极点:,
几何计算:

- 计算各向量的长度和相角:
- 从零点 到 的向量:长度 。相角 。
- 从极点 到 的向量:长度 。相角 。
- 从极点 到 的向量:长度 。相角 。
- 计算总幅值 r:
因为 ,所以该点不在根轨迹上。
- 计算总相角 θ:
因为 ,所以该点不在根轨迹上。
结论:点 不在 的根轨迹上。