[工程科技]自动控制理论第五章.ppt

史上最快最全的网络文档批量下载、上传、处理，尽在：/ 自动控制理论_第五章 第02页 第五章 频率响应法 第03页 利用拉氏变换法可求出系统响应的稳态值为： 第04页 二、频率特性的定义 第05 页 三、频率特性表示法 第06 页 【例5-2】绘制G(s)H(s)=1/(Ts+1)系统的幅相频率特性图。 第07 页 2. 对数坐标图—伯德图（Bode） 第08页 当?从0变化到? 时，分别绘制Bode图如下： 第09页 第二节 极坐标图 本节主要讨论典型环节以及一般开环系统的极坐标（Nyqusit）图的画法。 一、典型环节的极坐标图 第10页 7.二阶微分环节 幅相频率特性为起于实轴上1? 0o点，?由0到?变化时，频率特性向左上方延伸指向??180o处。 8.滞后（延迟）环节 幅相频率特性为圆心在坐标原点 、半径为1的单位圆。当?由0到?变化时，特性曲线由1?0o点顺时针方向旋转，相角（为负值）不断增加而幅值恒为1。 第11 页 续表 第12页 二、开环控制系统的极坐标图 第13 页 幅相特性曲线的起点有以下结论： 第14 页 3．确定幅相曲线与实轴、虚轴的交点及中频段的其他特征点 第15 页 【例5-4】设系统开环频率特性为 试绘制系统的极坐标图 第16页 第三节 对数坐标图 第17页 2．Bode图法的特点 Bode图在控制工程设计和综合中， 具有以下优点。 第18页 2. 积分环节(1/s) 第19 页 4.惯性环节( 第20 页 ?与arc tg ?的对照表 第21 页 6．二阶振荡环节（ 第22页 （2）二阶振荡环节的相频特性 第23页 7. 二阶微分环节( 第24页 三、开环系统Bode图的绘图方法 第25 页 解 (1)系统开环频率特性可写为 第26 页 （二）顺序斜率叠加法 第27 页 解 (1)先将传递函数化成Bode图的标准式，则原系统开环传递函数变为： 第28页 （三）计算法 第29页 第30页 五、系统开环对数频率特性与闭环系统稳态误差的关系 第31 页 3. II型系统 第32页 【例5-7】有 I型系统如下图所示。试证明：(1)斜率为-20dB／dec的起始线(或 第33 页 第四节 系统稳定性分析 第34页 当动点sl在s平面上顺时针方向绕封闭曲线C一周时,则在F(s)平面上也将映射出 第35页 根据闭环系统特征方程： F(S)=1＋G(S)H(S)=0 则有 第36页 （三） Nyquist轨线 第37 页 （2）开环系统不稳定时,即p=1。如果?从-??+?时Nyquist曲线G(j?)H(j?)逆时针 第38页 具体映射到G(s)H(s)平面上的形状与系统的类型（开环极点个数）有关： 第39 页 【例5-10】系统开环传递函数为G(s)H(s)= 第40页 （3）判断闭环系统的稳定性 第41页 3）当T1T2时,G(s)H(s)的Nyquist曲线顺时针包围(-1,j0)点两次,即N=2, 闭环系统有两个极点位于S右半平面,系统不稳定。 第42页 （2）判定闭环系统的稳定性： 第43 页 （四）采用逆极坐标的 Nyquist稳定判据。 第44 页 （－）系统相对稳定性的表述 第45 页 2. 幅值裕量Kg 第46页 （三）系统的Nyquist图和Bode图的对应关系 系统的Nyquist图与Bode图有如下表所示的直接对应关系。 第47页 四、Bode（伯德）图的稳定性分析 第48页 （二）Bode定理及应用 第49页 第50 页 第五节 闭环系统的频率特性 第50 页 （2）系统特征式1+G(j?1)H(j?1)由(-1,0j)点到A点的相量用PA表示。 第51 页 当M1时，则式 第52页 三、 等N圆（等相角轨线） 第53页 等N圆图如右下图所示 第54页 四、等M圆和等N圆的应用 第55页 第56页 2. Nichols图的应用 第57页 （5）绘制闭环频率特性结果如右图(b)所示 第58页 画出与负实轴夹角?=45.6o 的直线OP ，然后作出既与G(j?)H(j?)／K的 第59页 3. 非单位反馈系统的闭环频率特性 对于非单位反馈系统，反馈环节H(s)?1,此时系统频率特性为 第60页 相应的闭环频率特性式为。 第61页 第62页 二阶系统的闭环频率特