自動(dòng)控制原理05第五章頻率響應(yīng)法c2.ppt

1,結(jié)論：開環(huán)幅頻特性是串聯(lián)環(huán)節(jié)幅頻特性幅值之積 開環(huán)相頻特性是串聯(lián)環(huán)節(jié)相頻特性相角之和,5.5 開環(huán)幅相曲線的繪制Nyquist圖,開環(huán)傳遞函數(shù)： 開環(huán)頻率特性：,2,開環(huán)幅相頻率特性曲線對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)圖,Nyquist圖 奈奎斯特圖 簡稱奈氏圖,不能清楚地表明開環(huán)傳遞函數(shù)中每個(gè)環(huán)節(jié)(參數(shù))對(duì)系統(tǒng)的性能影響。 (手工繪圖麻煩),能在一幅圖上表示出系統(tǒng)在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)特性 (直觀)。,2.缺點(diǎn),1.優(yōu)點(diǎn),3,幅相曲線（Nyquist)圖的3個(gè)要點(diǎn),Re,Im,0,+,1）起點(diǎn)和終點(diǎn),4,幅相曲線與實(shí)軸交點(diǎn)：,曲線與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)：,曲線與正實(shí)軸交點(diǎn)：,結(jié)論：繪制幅相曲線草圖(描點(diǎn)作圖)關(guān)鍵是 抓兩頭(起點(diǎn)、終點(diǎn))，帶中間(實(shí)軸)。,2）與實(shí)軸的交點(diǎn),3）變化范圍(象限、單調(diào)性）,5,例1 考慮下列二階傳遞函數(shù)：,試?yán)L制這個(gè)傳遞函數(shù)的幅相曲線。,解：,起點(diǎn),終點(diǎn),6,例題2：繪制 的幅相曲線。,解:,起點(diǎn):,終點(diǎn):,求交點(diǎn)：,7,例題3：繪制 的幅相曲線。,解:,起點(diǎn):,終點(diǎn):,求交點(diǎn)：,8,9,例題4：繪制 的幅相曲線。,解:,起點(diǎn):,終點(diǎn):,求交點(diǎn)：,10,第2、3象限,第3象限,幅相曲線與負(fù)實(shí)軸交點(diǎn)：,11,例題5：繪制 的幅相曲線。,解:,起點(diǎn):,終點(diǎn):,求交點(diǎn)：,該系統(tǒng)為非最小相位系統(tǒng),12,例題7：繪制 的幅相曲線。,解：,求交點(diǎn)：,13,例題8：繪制 的幅相曲線。,14,已知 試分析并繪制T和T情況下的幅相曲線。,解:,起點(diǎn):,終點(diǎn):,求交點(diǎn)：,15,寫出開環(huán)頻率特性表達(dá)式，將所含各典型環(huán)節(jié)的 轉(zhuǎn)折頻率由小到大依次標(biāo)在頻率軸上 。,(2) 繪制開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線的漸近線(由線段組成 ),5.5.2 系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性的繪制,一、疊加法：先繪制每個(gè)環(huán)節(jié)特性，然后相加減。,(3) 作出以分段直線表示的漸近線后，如果需要，再按 典型環(huán)節(jié)的誤差曲線對(duì)相應(yīng)的分段直線進(jìn)行修正 。,(4) 作相頻特性曲線。根據(jù)表達(dá)式，在低頻、中頻和高 頻段中各選擇若干個(gè)頻率進(jìn)行計(jì)算，然后連成曲線 。,二、分段法：利用低頻段特點(diǎn)，只需疊加高頻線段。,16,1.低頻段,每遇到轉(zhuǎn)折頻率，就改變分段直線的斜率,繪制開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻曲線(各環(huán)節(jié)漸近線組成),高頻段,3.,斜率:,傳遞函數(shù):,漸近線斜率,2.中頻段,17,18,10,0.2,2,1,0.1,L()dB,0,20,40,-40,-20,20,100,-40,-60,繪制,的L()曲線,低頻段：,-80,60,-40,19,20,-20,-40,-20,-40,21,例3 某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) （標(biāo)準(zhǔn)化求K值，疊加法）,（1）比例,（2）積分,（3）一次微分 轉(zhuǎn)折頻率,（4）慣性 轉(zhuǎn)折頻率,（5）振蕩 轉(zhuǎn)折頻率,解：頻率特性：,繪出對(duì)數(shù)幅頻特性和對(duì)數(shù)相頻特性圖。,22,s,/,rad,(4),w,0.1,1,10,dB,20,40,60,0.01,(1),(2),(3),-20,-20,-40,-60,-60,-80,-20,-40,-60,轉(zhuǎn)折頻率：,一次微分,振蕩,慣性,轉(zhuǎn)折頻率：小,大,積分,比例,對(duì)數(shù)幅頻特性圖（疊加法）,0,-20,23,對(duì)數(shù)相頻特性圖（疊加法）,24,1、確定低頻段Bode圖位置。 （不考慮慣性、振蕩、微分環(huán)節(jié)）,2、依次畫轉(zhuǎn)折頻率以后部分，增減斜率。,低頻段斜率由積分環(huán)節(jié)決定,v 0 0dB/dec v = 1 -20dB/dec v= 2 -40dB/dec,在,位置,33 20dB/dec,11.414 40dB/dec,22 20dB/dec,25,w,0.1,1,10,dB,20,40,60,0.01,-20,+20,-60,-60,-80,-20,-40,-60,對(duì)數(shù)幅相頻特性圖 對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖Bode圖,（描點(diǎn)作圖：抓兩頭帶中間）,26,5.5.3 由頻率特性曲線求系統(tǒng)傳遞函數(shù),最小相位系統(tǒng)：根據(jù)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性(對(duì)應(yīng)) L()能唯一確定系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。,基于頻域：實(shí)驗(yàn)法建立數(shù)學(xué)模型,信號(hào)源,對(duì)象,記錄儀,27,28, 傳遞函數(shù), 求時(shí)間常數(shù), 求k, k = 8,例題：已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù) 幅頻特性曲線，求其開環(huán)傳遞函數(shù)。,29,例4,已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)