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控制工程4频率响应分析
频率响应分析
主讲:尹中会
安徽理工大学机械学院
2012.02.06
Chap. 4 FREQUENCY RESPONSE
ANALYSES
时域瞬态响应法:分析控制系统的直接方法。
优点:直观。
缺点:分析高阶系统非常繁琐。
Chap. 4 FREQUENCY RESPONSE
ANALYSES
频率响应是时间响应的特例,是控制系统对
正弦输入信号的稳态响应。
频率特性是系统对不同频率正弦输入信号的
响应特性。
频率特性分析法(频域法)是利用系统的频率
特性来分析系统性能的方法,研究的问题
仍然是系统的稳定性、快速性和准确性等,
是工程上广为采用的控制系统分析和综合的
方法。
Chap. 4 FREQUENCY RESPONSE
ANALYSES
频率特性分析法是一种图解的分析方法。
不必直接求解系统输出的时域表达式,可以间
接地运用系统的开环频率特性去分析闭环系统
的响应性能,不需要求解系统的闭环特征根。
系统的频域指标和时域指标之间存在着对应关
系。频率特性分析中大量使用简洁的曲线、图
表及经验公式,使得控制系统的分析十分方便、
直观
4.1 频率特性概述
频域法是工程上广为采用的系统分析和综合的
间接方法。除了电路与频率特性有着密切关系
外,在机械工程中机械振动与频率特性也有着
密切的关系。
机械受到一定频率作用力时产生强迫振动,由
于内反馈还会引起自激振动。机械振动学中的
共振频率、频谱密度、动刚度、抗振稳定性等
概念都可归结为机械系统在频率域中表现的特
性。频域法能简便而清晰地建立这些概念。
4.1 频率特性概述
频率特性的物理背景
4.1 频率特性概述
RC电路网络正弦输入的稳态响应
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
对于一般线性系统均有类似的性质。当输入正
弦信号时,线性系统输出稳定后也是正弦信号,
其输出正弦信号的频率与输入正弦信号的频率
相同;输出幅值和输出相位按照系统传递函数
的不同随着输入正弦信号频率的变化而有规律
的变化,如下图所示。
4.1 频率特性概述
频率特性的定义
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
系统频率特性的表示形式
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
4.1 频率特性概述
小结
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
Nyquistplots of typical components
比例环节
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
绘制奈奎斯特图的一般方法
Common method of sketching Nyquistplots
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
系统的型次
4.2 极坐标图
4.2 极坐标图
乃氏图的高频段
4.2 极坐标图
小结
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