昆明理工大学信息工程与自动化学院自动控制原理课件第5章 频域分析法 系统开环频率特性.ppt

第5章 频域分析法 5.1 频率特性及其表示法 5.2 典型环节的频率特性 5.3 系统开环频率特性的绘制 5.4 用频率特性分析控制系统的稳定性 5.5 系统瞬态特性和开环频率特性的关系 5.6 闭环系统频率特性 5.7 系统瞬态特性和闭环频率特性的关系 5.3 系统开环频率特性的绘制 1 系统开环幅相频率特性 2 系统开环对数频率特性 1 系统的开环幅相频率特性 0型系统 I型系统 Ⅱ型系统 0 型系统的开环幅相频率特性 0型系统开环传递函数 频率特性 特点 (1) 时， , 故幅相频率特性由实轴上的点 开始。 (2) 时, ， 故幅相频率特性沿终于坐标原点。 (3) 区段，幅相频率特性的形状与环节及参数有关。 0 型系统的开环幅相频率特性 例如开环系统传递函数的形式为 幅相频率特性的形状如图所示 图5.22 0型系统幅相频率特性之一 0 型系统的开环幅相频率特性 例如开环系统传递函数的形式为 幅相频率特性的形状如图所示 图5.23 0型系统幅相频率特性之二 0 型系统的开环幅相频率特性 例如开环系统传递函数的形式为 幅相频率特性的形状如图所示 图5.23 0型系统幅相频率特性之二 I 型系统的开环幅相频率特性 I型系统开环传递函数 频率特性 特点 (1) 时， , 故幅相频率特性由无穷远沿 方向开始。 (2) 时, ， 故幅相频率特性沿 终于坐标原点。 (3) ，幅相频率特性按幅值无穷大为半径变化了 ，如图中虚线所示。 I 型系统的开环幅相频率特性 I型系统幅相频率特性的形状如图所示 图5.24 I型和Ⅱ型系统的幅相频率特性 I 型系统的开环幅相频率特性 例5.3开环系统传递函数的形式为 当 时， , 时 趋于无穷远的渐近 线平行于虚轴。这一渐近线的横坐标 按下试确定： 当 时, ， 图5.25 开环幅相特性 Ⅱ型系统的开环幅相频率特性 Ⅱ型系统开环传递函数 特点 (1) 时， , 故幅相频率特性由无穷远沿 方向开始。 (2) 时, ， 故幅相频率特性沿 终于坐标原点。 (3) ，幅相频率特性按幅值无穷大为半径变化了 ，如图中虚线所示。 Ⅱ 型系统的开环幅相频率特性 Ⅱ型系统幅相频率特性的形状如图所示 图5.24 I型和Ⅱ型系统的幅相频率特性 1 系统的开环幅相频率特性 总结 ①幅相频率特性的低频段 1 系统的开环幅相频率特性 总结 ②幅相频率特性的高频部分 1 系统的开环幅相频率特性 总结 ③幅相频率特性与负实轴和虚轴的交点 频率特性与负实轴的交点: 频率特性与虚轴的交点 ④ 区段，幅相频率特性的形状与分子 分母环节及参数有关。 2 系统的开环对数频率特性 对数幅频特性 对数相频特性 系统类型与开环对数频率特性 系统的开环对数幅频特性 例5.3的开环系统传递函数为 对数幅频特性 先绘出式中各环节的对数幅频特性分量，然后将各环节特性分量的纵坐标相加，就可以得到系统开环对数幅频特性。 系统的开环对数幅频特性 图5.27 例5.3 的开环对数频率特性 系统的开环对数幅频特性 绘