国防科技大学机电工程与自动化学院自动控制原理中文课件：第十五讲 频率响应分析（一）.ppt

《自动控制原理》Theories of Automatic Control 任课教员：韦庆 电 话：74380 教学方式：讲授为主 学习方式：自学+实验 第六章 频率响应方法 教学要求：(教材第8章) 基本内容：频率响应的基本概念；极坐标图的绘制；Bode图的绘制； 基本要求：理解频率特性的基本概念；掌握频率极坐标图、 Bode图的绘制方法。 6.1 频率响应的基本概念 系统的频率响应定义为：系统对正弦输入信号的稳态响应。 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.1 频率响应的基本概念 6.2 频率响应极坐标图 系统的频率响应特性可以用频率响应特性函数表示，即 6.2 频率响应极坐标图 例：某系统的频率响应G(j?) 6.2 频率响应极坐标图 6.2 频率响应极坐标图 频率响应的极坐标图：?由0变化到+?，G(j?)的图形 6.2 频率响应极坐标图 例：某系统的频率响应 6.2 频率响应极坐标图 一阶系统： 6.2 频率响应极坐标图 一阶系统： 6.2 频率响应极坐标图 二阶系统： 6.2 频率响应极坐标图 二阶系统： 6.2 频率响应极坐标图 三阶系统： 6.2 频率响应极坐标图 三阶系统： 6.2 频率响应极坐标图 总结：极坐标图的绘制 6.2 频率响应极坐标图 总结：极坐标图的绘制 6.2 频率响应极坐标图 总结：极坐标图的绘制 6.3 频率响应Bode图 频率响应的Bode图(对数坐标图 ) 6.3 频率响应Bode图 一阶系统： 6.3 频率响应Bode图 原点处极点项的Bode图的对数幅值图 6.3 频率响应Bode图 一阶系统： 6.3 频率响应Bode图 原点处极点项的Bode图的相角图 6.3 频率响应Bode图 一阶系统： 6.3 频率响应Bode图 一阶系统： 6.3 频率响应Bode图 一阶系统： 6.3 频率响应Bode图 一阶系统Bode幅值图： 6.3 频率响应Bode图 一阶系统Bode相角图： 6.3 频率响应Bode图 例6.3 RC滤波器的Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 复合系统： 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 复合系统： 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 标准二阶系统: 6.3 频率响应Bode图 令： 6.3 频率响应Bode图 共轭复极点的Bode图的对数幅值图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 令： 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 令： 6.3 频率响应Bode图 共轭复极点的Bode图的相角图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 6.3 频率响应Bode图 基本因子项的Bode图 6.3 频率响应Bode图 基本因子项的Bode图 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.4 绘制Bode图举例 6.5 频域性能指标 利用对二阶系统的分析，建立起频域性能指标与时域性能指标之间的联系。 6.5 频域性能指标 系统带宽ωB定义为在幅频特性曲线上，对数幅值增益从低频值下降3dB时所对应的频率。 6.5 频域性能指标 系统带宽ωB定义为在幅频特性曲线上，对数幅值增益从低频值下降3dB时所对应的频率。 6.5 频域性能指标 反馈系统的开环频率特性函数与稳态误差系数之间的关系 6.6 对数幅相图 6.7 设计实例：雕刻机控制系统 6.7 设计实例：雕刻机控制系统 6.7 设计实例：雕刻机控制系统 6.8 利用Matlab绘制频率响应图 [mag,phase,w]=bode(sys) %Bode图 bode(sys) bodemag(sys) bodeasym(sys) nyquist(sys) %极坐标图 nichols(sys) %对数幅相图 课前练习 E1：试画出下列闭环系统当K从0变化到+?时的根轨迹（草图）。试设计K，使闭环系统稳定。 E2：试画出下列闭环