第六章频率响应法2.ppt

第六章 频率响应法 （教材第8章） 6-1 基本概念 6-2 频率响应图 6-3 典型环节的频率特性 6-4 系统开环频率特性的绘制 6-5 频率响应测量 第十四讲：开环频率响应图与频率响应测量 （6-4，6-5单元，1.5学时） 6-4 系统开环频率特性的绘制 （1）方法 控制系统一般是由若干个环节所组成的。 设开环系统的传递函数为 ： 例6.6 已知系统的开环传递函数为 要求绘制Bode图。 例6.7 已知系统的频率特性函数为 6-5 频率响应测量 利用正弦信号可以测量控制系统的开环频率响应，而实际测量的结果是幅值和相角随频率的变化曲线。利用这两条曲线，可以导出系统的开环频率特性函数；同样，也可以测量系统的闭环频率响应，从而导出闭环频率特性函数。 一、频率响应实验 首先选择信号源输出的正弦信号的幅值，以使系统处于非饱和状态。在一定频率范围内，改变输入正弦信号的频率，记录各频率点处系统输出信号的波形，由稳态段的输入输出信号的幅值比和相角差绘制对数频率特性曲线。 二、传递函数的确定 例6.8（p368) 习题 E8.4, E8.5, E8.6, P8.2, P8.6, P8.12 P8.15, AP8.5, MP8.2 * * 研究系统对正弦输入信号的稳态响应 6-4 系统开环频率特性的绘制 6-5 频率响应测量 直接绘制系统的开环幅相频率特性比较麻烦，但熟悉了典型环节的特性后，就不难绘制系统的开环对数频率特性。 相应的频率特性为： 于是有 取对数有 40db 0.1 1 10 w 例6.4 开环传递函数 20db 100 0db -20db -40db 30 2 [-20] [-40] [-20] [-40] 低频段： 时为38db 转折频率：0.5 2 30 斜率： -40 -20 -40 时为52db 例6.5：绘制 的对数曲线。 解： 对数幅频：低频段：20/s 转折频率：1 5 10 斜率： -40 0 -40 修正值： 对数相频：相频特性的画法为：起点，终点，转折点。 环节角度： 开环对数曲线的计算 1 10 100 0db 20db 40db -20db --40db 5 -90 -180 -114.7 -93.7 -137.5 对数幅频：低频段：20/s 转折频率：1 5 10 斜率： -40 0 -40 修正值： 可视为四个典型环节串联。（手工绘图） 绘制Bode图( p364-367) 按特征频率递增的顺序，可将各个典型环节依次排列如下： 可视为5个典型环节串联。（手工绘图） 从低频段起，将实验所得的对数幅频曲线用斜率为 、 、 ，……等直线分段近似，获得对数幅频特性渐近曲线，由对数幅频渐近特性曲线可以确定最小相位条件下系统的传递函数。 例6.9 由Bode图确定开环传递函数。 40db -20db -40db 0 -40db -20db -40db 0 例6.10 由Bode图确定开环传递函数。 * *