自动控制原理复习提纲(详细)2013。1推荐.ppt

闭环频率特性 （1）零频幅值M0：?=0时闭环幅值； （2）谐振峰值Mr：闭环幅频最大值； （3）谐振频率?r：谐振峰值时频率； （4）系统带宽?b：闭环幅值减小到 0.707 M0时的频率； 0????b，称为系统带宽。 （5）剪切率：M(?) 在?b处的斜率。 反映了系统的抗干扰能力，斜率 越大，抗干扰能力越强。 通常用Mr和?b（或?r）作为闭 环系统的频域动态指标。 利用闭环频率特性分析系统的性能 1. 闭环频域指标 * (1) 二阶系统 (a) ?p与Mr的关系 可见：Mr与ξ成反比。相同的ξ ，Mr较高，超调量?p也大，且收敛慢，平稳性及快速性都差。当Mr=1.2?1.5时，对应?p =20?30%， 可获得适度的振荡性能。若出现Mr2，则与此对应的?p 可高达40%以上。 谐振频率 谐振峰值 * 根据带宽定义，在频率?b处，系统的频率幅值为 解出?b与?n 、ξ 的关系为 由 得到 对于给定ξ，ts与?b成反比。谐振频率?r 较高时，相应的峰值时间tp 值较小；而截止频率?b 越高，则系统的快速反应性越好，相应的时域响应的调整时间ts 就会越短。 (b) ts与?b的关系 * （2）高阶系统 对于高阶系统、难以找出确切关系。研究表明，? 较小时，工程上常用经验公式 闭环频域指标又可表示为形式 可见：高阶系统的 ?p 随着Mr 增大而增大。过渡过程时间ts 随Mr 增大而增加，随?c 增大而减小。 * (1) 二阶系统 3. 开环频域指标（ γ 、 ωc）与时域指标（σp 、ts）的关系 (a) σp与 γ 之间的关系 当0＜γ ＜600 时， γ与 ξ为近似直线关系，此时 γ=100ξ * σp与 γ 的关系是通过中间参数ξ相联系。 可见：对于二阶系统来说，γ越小，σp越大； γ越大，σp越小。为使二阶系统不至于振荡得太厉害以及调节时间太长，一般取 300 ≤ γ ≤700 * (b) ts与 γ 、 ωc 之间的关系 可见：ξ确定以后，增益剪切频率ωc大的系统，过渡过程时间ts 短，而且正好是反比关系。 * 对于高阶系统，开环频域指标与时域指标之间难以找到准确的关系式。介绍如下两个经验公式： 可见：超调量σp随相位裕度? 的减小而增大；过渡过程时间ts 也随?的减小而增大，但随ωc的增大而减小。 (2) 高阶系统 * 由以上对二阶系统和高阶系统的分析可知，系统开环频率特性中频段的两个重要参数 ? 、ωc，反映了闭环系统的时域响应特性。可以这样说： ? 结论 闭环系统的动态性能主要取决于开环对数幅频特性的中频段。 * 第六章 线性系统的校正方法 概念： 超前校正 滞后校正 超前-滞后校正 * 可解出 超前校正 * 转角频率分别为 和 无源超前网络特性 其对数幅频特性曲线具有正的斜率段； 相频曲线具有正相移； 正的相移说明校正装置在正弦信号作用下的稳态响应在相位 上超前于输入信号，因此称为超前校正装置。 * 超前校正装置是一个高通滤波器, 而噪声的一个重要特点是其频率要高于控制信号的频率, a 值过大对抑制系统噪声不利。为了保持较高的系统信噪比, 一般实际中选用的a 不大于14, 此时?m≈60°。 超前校正的主要作用是产生超前角,可以用它部分地补偿被校正对象在截止频率ωc附近的相角滞后, 以提高系统的相角裕度, 改善系统的动态性能。 说明： * 2. 无源滞后网络 则 无源滞后网络 如果信号源的内部阻抗为零，负载阻抗为无穷大，则滞后网络的传递函数为 令 * 转角频率分别为： 和 其对数幅频特性曲线具有负的斜率段，相频曲线具有负相移。 负的相移说明校正装置在正弦信号作用下的稳态响应在相位上落后于输入信号 因此称具有这种特性的校正装置为滞后校正装置。 无源滞后网络特性 * ① 同超前网络，滞后网络在 时，对信号没有衰减作用， 时，对信号有积分作用，呈滞后特性，