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课程回顾 自动控制原理 自动控制原理 §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(1) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(2) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(3) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(4) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(5) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(6) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(7) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(8) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(9) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(10) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(11) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(12) §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能(13) 稳定裕度的概念 (开环频率指标) 稳定裕度的定义 稳定裕度计算方法 的几何意义 截止频率 相角裕度 相角交界频率 幅值裕度 的物理意义 稳定裕度的意义 (7) §5. 线性系统的频域分析与校正 §5.1 频率特性的基本概念 §5.2 幅相频率特性(Nyquist图) §5.3 对数频率特性(Bode图) §5.4 频域稳定判据 §5.5 稳定裕度 §5.6 利用开环频率特性分析系统的性能 §5.7 闭环频率特性曲线的绘制 §5.8 利用闭环频率特性分析系统的性能 §5.9 频率法串联校正 §5.6 利用开环对数幅频特性 分析系统的性能 §5.6.1 L(w)低频渐近线与系统稳态误差的关系 §5.6.2 L(w)中频段特性与系统动态性能的关系 §5.6.3 L(w)高频段特性与系统抗高频干扰能力的关系 (7) 三频段理论 1. L(w)低频段 ? 系统稳态误差ess 2. L(w)中频段 ? 系统动态性能(s?, ts) 3. L(w)高频段 ? 系统抗高频噪声能力 最小相角系统 L(w) 曲线斜率与j(w)的对应关系 希望 L(w) 以-20dB/dec斜率穿越 0dB线,并保持较宽的频段 例1 对数频率特性和幅相特性曲线。 例3 最小相角系统 j (w) ~ L(w) 之间的对应关系 ( K=1) 例3 最小相角系统 j (w) ~ L(w) 间的对应关系 ( K=1) 试判断 j(w) 的形状? (1) 二阶系统 例 1 已知系统结构图,求wc,并确定s?, ts。 解. 绘制L(w)曲线 查 P171 图5-52 按时域方法: 查 P172 图5-53 (2) 高阶系统 例2 已知单位反馈系统G(s),求wc, g;确定s?, ts。 解. 绘制L(w)曲线 查 P173 图5-56 用频域法估算高阶系统动态性能 图5-56 P173 例3 已知最小相角系统 L(w) 如图所示,试确定 (1) 开环传递函数G(s); (2) 由 g 确定系统的稳定性; (3) 将 L(w) 右移10倍频,讨论对系统的影响。 解.(1) (3) 将 L(w) 右移10倍频后有 (2) L(w) 右移后 wc 增大 不变 → s? 不变 → ts 减小 稳定 三频段理论 中频段 高频段 低频段 对应性能 希望形状 L(w) 系统抗高频干扰的能力 开环增益 K 系统型别 v 稳态误差 ess 截止频率 wc 相角裕度 g 动态性能 陡,高 缓,宽 低,陡 频段 三频段理论并没有为我们提供设计系统的具体步骤, 但它给出了调整系统结构、改善系统性能的原则和方向 举例 关于三频段理论的说明: ① 各频段分界线没有明确的划分标准 ② 与无线电学科中的“低”、“中”、“高”频概 念不同 ③ 不能用是否以-20dB/dec过0dB线作为判定 闭环系统是否稳定的标准 ④ 只适用于单位反馈的最小相角系统
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