自动控制原理课件.ppt

第五章 频率特性法;;;行动导入;第一节 频率特性 ;一、频率特性的定义;G(j?)=稳态输出量与输入量的变化;系统模型间的关系;二、频率特性的物理意义;幅值A(?)随着频率升高而衰减;[极坐标图]在极坐标复平面上画出?值由零变化到无穷大时的G(j ?)矢量，把矢端边成曲线。;幅相频率特性画法举例;2、对数频率特性图-Bode图;Bode图介绍;⑴ 幅值相乘 = 对数相加，便于叠加作图；;;频率特性 G(jw) 的表示方法;第二节 典型环节的频率特性;一、比例环节;;二、惯性环节;;低通滤波特性，高频衰减;三、积分环节;;四、纯微分环节;;五、一阶微分环节;2、对数频率特性;六、振荡环节;2、对数频率特性;七、二阶微分环节;2、对数频率特性;8、迟延环节;2、对数频率特性; 截止频率 wc：;第三节 开环系统对数频率特性及 对数频率稳定判据 ;一、开环系统对数频率特性;二、开环系统对数频率特性曲线的绘制 ;开环系统Bode图的绘制步骤;系统的开环传递函数，试绘制系统的开环Bode图。;三、对数频率特性稳定判据;开环特征方程有两个右根，m=2 正负穿越数之和-1;开环特征方程有两个右根，m=2 正负穿越数之和+1;例 单位反响系统开环传递函数,分析系统稳定性。;第四节 稳定裕度;时域〔t〕;截止频率;;;[例]设控制系统如下图所示k=10和k=100时，试求系统的相位稳定裕度和幅值裕度。;二、相位裕度和幅值裕度的计算; 幅值裕度：先求相角穿越频率;当增益从k=10增大到k=100时，幅值特性曲线上移20dB，相位特性曲线不变。这时系统的相位稳定裕度和幅值裕度分别是-12dB和-30度。因此系统在k=10时是稳定的，在k=100时是不稳定的。;;第五节 用MATLAB进行系统的 频域分析;一、绘制BODE图;二、绘制Nyquist图;三、求系统的相角裕度和增益裕度;gm = 600.2792 pm = 50.2569 wcg = 24.1368 wcp = 1.9090;四、分析系统的闭环频率特性第五章 频率特性法;;;行动导入;第一节 频率特性 ;一、频率特性的定义;G(j?)=稳态输出量与输入量的变化;系统模型间的关系;二、频率特性的物理意义;幅值A(?)随着频率升高而衰减;[极坐标图]在极坐标复平面上画出?值由零变化到无穷大时的G(j ?)矢量，把矢端边成曲线。;幅相频率特性画法举例;2、对数频率特性图-Bode图;Bode图介绍;⑴ 幅值相乘 = 对数相加，便于叠加作图；;;频率特性 G(jw) 的表示方法;第二节 典型环节的频率特性;一、比例环节;;二、惯性环节;;低通滤波特性，高频衰减;三、积分环节;;四、纯微分环节;;五、一阶微分环节;2、对数频率特性;六、振荡环节;2、对数频率特性;七、二阶微分环节;2、对数频率特性;8、迟延环节;2、对数频率特性; 截止频率 wc：;第三节 开环系统对数频率特性及 对数频率稳定判据 ;一、开环系统对数频率特性;二、开环系统对数频率特性曲线的绘制 ;开环系统Bode图的绘制步骤;系统的开环传递函数，试绘制系统的开环Bode图。;三、对数频率特性稳定判据;开环特征方程有两个右根，m=2 正负穿越数之和-1;开环特征方程有两个右根，m=2 正负穿越数之和+1;例 单位反响系统开环传递函数,分析系统稳定性。;第四节 稳定裕度;时域〔t〕;截止频率;;;[例]设控制系统如下图所示k=10和k=100时，试求系统的相位稳定裕度和幅值裕度。;二、相位裕度和幅值裕度的计算; 幅值裕度：先求相角穿越频率;当增益从k=10增大到k=100时，幅值特性曲线上移20dB，相位特性曲线不变。这时系统的相位稳定裕度和幅值裕度分别是-12dB和-30度。因此系统在k=10时是稳定的，在k=100时是不稳定的。;;第五节 用MATLAB进行系统的 频域分析;一、绘制BODE图;二、绘制Nyquist图;三、求系统的相角裕度和增益裕度;gm = 600.2792 pm = 50.2569 wcg = 24.1368 wcp = 1.9090;四、分析系统的闭环频率特性