5-线性系统频域分析法.ppt

第五章 线性系统的频域分析法;Part 5-1 频率特性;5-1-1 频率特性的定义;幅频特性;数学本质;5-1-2 频率特性的物理意义;幅值A(?)随着频率升高而衰减;频率特性是传递函数的特例，是定义在复平面虚轴上的传递函数，因此频率特性与系统的微分方程、传递函数一样反映了系统的固有特性。;对数频率特性曲线 (Bode);（1）幅相频率特性图-Nyquist图 ;（2）对数频率特性图-Bode图;（3）对数幅相曲线-Nichols图;;比例环节;最小相位环节，幅值相同滞后相角最小的环节； 1）比例环节 ； 2）惯性环节 ； 3）一阶微分环节 ； 4）振荡环节 ； 5）二阶微分环节 ； 6）积分环节 ； 7）微分环节 。;非最小相位环节，环节的零点或极点在S平面的右半部。 1）比例环节 ； 2）惯性环节 ； 3）一阶微分环节 ； 4）振荡环节 ； 5）二阶微分环节 。 ;比例环节幅相频率特性;比例环节对数频率特性;惯性环节幅相频率特性;惯性环节对数频率特性;蛛楔怎躺汪算砍沦删桃聂蛆铺很尹帅涝扑娘潜镐秽粤薯泛拍丁揣蛤奶骚畦5-线性系统频域分析法5-线性系统频域分析法;渐近线误差;一阶微分环节幅相频率特性;一阶微分环节对数频率特性;惯性环节;振荡环节幅相频率特性;当ξ较小时，在ω = ωn附近，A(ω)出现峰值，即发生谐振。谐振峰值 Mr对应的频率为谐振频率ωr。;振荡环节对数频率特性;唾肛煮某神月岛怠谰悟落詹惩晶肖愚隅念刽狙渡劝锻坝植昏恋尧盛奈氖口5-线性系统频域分析法5-线性系统频域分析法;渐近线误差;二阶微分环节幅相频率特性;二阶微分环节对数频率特性;积分环节幅相频率特性;积分环节对数频率特性;纯微分环节幅相频率特性;纯微分环节对数频率特性;延滞环节幅相频率特性;延滞环节对数频率特性;Part 5-2-3 系统的开环频率特性;1、开环幅相曲线的绘制（绘制奈氏图）;将开环传递函数表示成若干典型环节的串联形式：;已知系统的开环传递函数，试绘制系统的开环Nyquist图。;已知系统的开环传递函数，绘制系统开环Nyquist图并求与实轴的交点。; 0型系统（v = 0）;I型系统（v = 1）;II型系统（v = 2）; 开环含有v个积分环节系统，Nyquist曲线起自幅角为－v90°的无穷远处。;将开环传递函数表示成若干典型环节的串联形式；;已知系统的开环传递函数，试绘制系统的开环Bode图。; 实际上，画图不用如此麻烦。我们注意到：幅频曲线由折线（渐进线）组成，在转折频率处改变斜率。; 高频渐进线的斜率为：-20(n-m)dB/dec。; Bode图特点;渐近线;对数幅相频率特性（ Nichols);一、奈氏判据的数学基础;s平面;2、F(s)与G(s)H(s)的关系;二、奈奎斯特稳定判据;1、C曲线的选择;2、?GH曲线的绘制;3、R的计算;;例题： 系统开环传递函数为;;;;三、对数频率稳定判据;【例】利用伯德图判断下图所示系统在闭环情况时的稳定情况。;控制系统的相对稳定性：设计控制系统时，要求它必须稳定，这是控制系统赖以正常工作的必要条件。除此之外，还要控制系统具有适当的相对稳定性。控制系统的相对稳定性通过相角裕度和幅值裕度定量地确定。 ;相角裕度和幅值裕度;在剪切频率 上，使闭环系统具有临界稳定性需在开环频率响应的相移 ;一、频域指标与时域指标的关系;1．阻尼比 与相角裕度 ;??透话系鸟路侯笑啤畴伐蜡湍鹊雀打拈渤泅障盔恕止卧赔卫远冀抠孽普裙5-线性系统频域分析法5-线性系统频域分析法;2．谐振峰值 与超调量 ;常用的频域指标表征闭环系统的性能的有： ;3．截止频率 和带宽频率 与系统调节时间 ;由;本章小结;第五章作业;苟日新，日日新，又日新。