自控课件第五章.pdf

自动控制原理 第五章 频率域方法 主要内容 第 五 章 5－2 频率特性 频 5－3 典型环节的频率特性 率 域 5－4 系统的开环频率特性 方 法 5－5 频率稳定判据 5－6 系统闭环频率特性与阶跃响应的关系 5－7 开环频率特性与系统阶跃响应的关系 基本要求 第 五 1. 正确理解频率特性的概念。 章 频 2. 熟练掌握典型环节的频率特性，熟记其幅相 率 特性曲线及对数频率特性曲线。 域 方 3. 熟练掌握由系统开环传递函数绘制系统的开 法 环对数幅频渐近特性曲线及开环对数相频曲 线的方法。 4. 熟练掌握由具有最小相位性质的系统开环对 数幅频特性曲线求开环传递函数的方法。 5. 熟练掌握乃奎斯特稳定判据和对数频率稳定判 第 据及其应用。 五 章 6. 熟练掌握稳定裕度的概念及计算稳定裕度的方 频 法。 率 域 7. 理解闭环频率特性的特征量与控制系统阶跃响 方 法 应的定性关系。 8. 理解开环对数频率特性与系统性能的关系及三 频段的概念，会用三频段的分析方法对两个系 统进行分析与比较。 • 复数的表示形式： • (1) 代数式： A a+bj • (2) 三角式： A R(cosφ+j sinφ) j φ • (3) 指数式： A Re • (4) 极坐标式：A R ∠φ R a 2 b 2 b  arctan a 5.2 频率特性 一、前言 频率特性的基本概念 第 五 频率特性是控制系统在频域中的一种数学模型， 章 频 是研究自动控制系统的一种工程求解方法。 率 系统频率特性能间接地揭示系统的动态特性和稳 域 方 态特性，可简单迅速地判断某些环节或参数对系 法 统性能的影响，指出系统改进方向。 频率特性的定义 （1）频率响应: 在正弦输入作用下，系统输出的稳态值称为 频率响应。 第（2）频率特性: 频率响应c(t)与输入正弦函数r (t)的复数比。 五 C(j )   章       j       (j ) A    A  e P  Q  j R (j ) 频  C(j ) 率  (j ) R(j ) A() 域  方  C(j ) (j )  () 法  R(j )