频域法分析典II型系统动态性能和稳态性能.doc

邢台学院物理系 《自动控制理论》 课程设计报告书 设计题目:频域法分析典型 = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II系统的动态性能和稳性能 专 业: 自动化 班 级: 学生姓名: 学 号: 指导教师: 2013 年 4 月 7 日 邢台学院物理系课程设计任务书 专业： 自动化 学生姓名 学号 课程名称 自动控制理论 设计题目 频域法分析典型II型系统动态性能和稳态性能 设计目的、主要内容（参数、方法）及要求 1、熟练掌握系统稳定性的判定 2、利用频域特性法分析系统稳定性 3、认真完成课程设计 工作量 两周 进度安排 3至4周，3月17日至19日准备资料，3月20日至29日编写，3月30日至31日制图。 主要参考资料 1、 谢红卫. 现代控制系统. 高等教育出版社，2007 2、 胡寿松. 自动控制原理. 科学出版社，2007 3、 黄忠霖. 自动控制原理的MATLAB实现. 国防工业出版社，,2007 4、 黄 坚. 自动控制原理及其应用. 指导教师签字 系主任签字 年 月 日 摘 要 频率特性法是经典控制理论中对系统进行分析与综合的又一重要方法。与时域分析法和根轨迹法不同。频率特性法不是根据系统的闭环极点和零点来分析系统的时域性能指标，而是根据系统对正弦信号的稳态响应，即系统的频率特性来分析系统的频域性能指标。它内容丰富，包含了很多实用的方法对系统稳定性进行判断，不用计算出具体的系统的传递函数。 因此，从某种意义上讲，频率特性法与时域分析法和根轨迹法有着本质的不同。 频率特性虽然是系统对正弦信号的稳态响应，但它不仅能反映系统的稳态性能，而且可以用来研究系统的稳定性和动态性能。 关键词：随动系统 串联校正 相角裕度 幅值裕度 超调量 调节时间 目 录 TOC \o 1-2 \h \u HYPERLINK \l _Toc1193 1-1、频率特性的基本概念 PAGEREF _Toc1193 4 HYPERLINK \l _Toc24378 1-2、获取系统频率特性的途径和表示方法 PAGEREF _Toc24378 5 HYPERLINK \l _Toc31190 1、获取频率特性的途径 PAGEREF _Toc31190 5 HYPERLINK \l _Toc5319 2、系统频率特性的表示方法 PAGEREF _Toc5319 6 HYPERLINK \l _Toc1687 1-3、频域稳定判据 PAGEREF _Toc1687 7 HYPERLINK \l _Toc8299 1、奈奎斯特稳定性判据 PAGEREF _Toc8299 7 HYPERLINK \l _Toc8083 2、伯德图 PAGEREF _Toc8083 7 HYPERLINK \l _Toc11486 3、相位裕量与幅值裕量 PAGEREF _Toc11486 8 HYPERLINK \l _Toc21157 1-4、典型系统的分析 PAGEREF _Toc21157 8 HYPERLINK \l _Toc28296 1、Ⅱ型系统的开环奈氏曲线 PAGEREF _Toc28296 8 HYPERLINK \l _Toc20647 2、设控制系统的开环传递函数为 PAGEREF _Toc20647 9 HYPERLINK \l _Toc12456 总结体会 PAGEREF _Toc12456 11 参考文献 1-1、频率特性的基本概念 讨论线性定常系统（包括开环、闭环系统）在正弦输入信号作用下的稳态输出。设图所示的线性定常系统的传递函数为: 其输入信号为： 则输入信号的拉氏变换为： 系统的传递函数通常可写成： 所以： 对上式进行反变换得到系统输出： G(jw)是一个复数，用模和幅角表可示为: 称为系统的频率特性，它反映了正在输入信号作用下，系统的稳态响应与输入信号的关系。 其中： 称为系统的幅