简明教程复杂电力系统潮流的计算机算法.pptx

第五章

线性系统频域分析;本章主要内容

本章介绍了控制系统频率分析法相关概念和原理。包含频率特征基本概念和定义、开环频率特征极坐标图表示法、波特图表示法、控制系统稳定性频率特征分析法及其应用、控制系统闭环频率特征、闭环频率特征与时域性能关系等。;第五章频域响应法;频率响应法是二十世纪三十年代发展起来一个经典工程实用方法,是一个利用频率特征进行控制系统分析图解方法,可方便地用于控制工程中系统分析与设计。频率法用于分析和设计系统有以下优点：;（2）系统频率特征可用试验方法测出。频率特征含有明确物理意义，它能够用试验方法来确定，这对于难以列写微分方程式元部件或系统来说，含有主要实际意义。

（3）可推广应用于一些非线性系统。频率响应法不但适合用于线性定常系统，而且还适合用于传递函数中含有延迟步骤系统和部分非线性系统分析。

（4）用频率法设计系统，可方便设计出能有效抑制噪声系统。;设系统传递函数为：;因为;;频率特征概念;一、基本概念;;二、频率特征表示法;对数相频特征记为;（二）系统频率特征惯用图解形式

3.对数幅相图(Nichols图)

将Bode图两张图合二为一。;2023/10/6;2023/10/6;2023/10/6;2023/10/6;2023/10/6;2023/10/6;1.百分比步骤:G(s)=K;百分比步骤(K)

;2.积分步骤:G(s)=1/s;2.积分步骤(G(s)=1/s)

;3.微分步骤:G(s)=s;3.微分步骤(G(s)=s)

;4.惯性步骤:G(s)=1/(Ts+1);4.惯性步骤(G(s)=1/(Ts+1))

;5.一阶微分步骤:G(s)=Ts+1;5.一阶微分步骤(G(s)=Ts+1

;6.振荡步骤;6.振荡步骤

;8.延迟步骤;8.滞后步骤;2、开环幅相曲线绘制

开环幅相曲线绘制方法：

（1）由开环零点-极点分布图，用图解计算法绘制；

（2）由开环幅频特征和相频特征表示式，用计算法绘制。

（3）由开环频率特征实部和虚部表示式，用计算法绘制。

概略地绘制幅相曲线方法

例1设RC超前网络，其传递函数;;例2某零型反馈控制系统，系统开环传递函数;;;开环传递函数含有积分步骤时开环幅相曲线

例3设某单位反馈系统开环传递函数为;;令;起点与终点：;基本规律：设;;3、开环对???频率特征曲线绘制

设传递函数由n个经典步骤串联组成，n个经典积分步骤分别以表示，则有;例1设单位反馈系统，其开环传递函数;;普通近似对数幅频特征特点：

（1）最左端直线斜率为

（2）分贝值，最左端直线及其延长线分贝值为20logK。

（4）最左端直线（或其延长线）与零分贝线交点频率

（3）在交接频率处，曲线斜率发生改变，改变多少取决于经典步骤类型。;解：;或绘制过零分贝线这一点斜率为-20dB/dec直线。;;1.低频起始段绘制

低频段特征取决于，直线斜率为－20?。为取得低频

段，还需要确定该直线上一点，能够采取以下三种方法：

A:在小于等于第一个转折频率w1内任选一点w0,计算其值。（若采取此法，强烈推荐取w0＝w1）

La(w0)=20lgK－20?lgw0

B:取特定频率w0＝1，则

La(w0)=20lgK

C:取La(w0)为特殊值0，则

;(1).0型系统低频起始段绘制;(2).I型系统低频起始段绘制;(3).II型系统低频起始段绘制;2绘制步骤概括以下:

(1)将系统开环频率特征改写为各个经典步骤乘积形式,确定各步骤转折频率,并将转折频率由低到高依次标注到半对数坐标纸上（不妨设为：w1、w2、w3、w4……）；

(2)绘制L(?)低频段渐近线；

(3)按转折频率由低频到高频次序,在低频渐近线基础上,每碰到一个转角频率,依据步骤性质改变渐近线斜率,绘制渐近线,直到绘出转折频率最高步骤为止。

(4)如需要准确对数幅频特征，则可在各转折频率处加以修正。

(5)相频特征曲线由各步骤相频特征相加取得。

注意：对数