第五章 频域分析法-频率法.pdf

第五章第五章频域分析法频域分析法--频率法频率法 基本要求基本要求 正确理解频率特性的物理意义、定义及求取方法，并 能根据定义进行分析计算能根据定义进行分析计算 熟记典型环节频率特性G(jω）、| G(jω）|、∠G(jω） 20log| G(jω）|及其特征点的特征值 熟练掌握绘制开环对数幅频和相频特性的方法。已知 最小相位系统开环对数幅频，应会反求其传递函数 正确运用对数频率判据判定闭环系统的稳定性，并能 正确计算模稳定裕度和相稳定裕度 正确理解零频幅比A(0)、峰值M (A )、频宽ω 、穿越 r m b 频率（截止频率）ω、相裕度γ、模裕度L 以及三频段 c b 的概念，明确其和系统阶跃响应的定性关系 时域和频域时域和频域 自动控制系统控制过程的性能指标： 稳定性、快速性和稳态精度 时域方法： 建立对象的模型（微分方程、传递函数）建立对象的模型（微分方程、传递函数） 求解闭环特征方程判断稳定性 求解典求解典型输输入下下的时间响应、稳间响应、稳态解解 前提：准确建立对象的数学模型 实际的物理系统非常复杂实际的物理系统非常复杂、建模困难建模困难 ；面对高阶系面对高阶系 统、很难用解析方法进行分析；目前还没有直接按 给出的时域指标进行系统设计的通用方法给出的时域指标进行系统设计的通用方法 时域和频域时域和频域 频率域方法 是一种间接研究控制系统性能的工程方法 是是一种实验方法，不必直接求解系统的微分方程种实验方法，不必直接求解系统的微分方程、 而是间接的运用系统的开环特性分析闭环的响应， 给分析问题提供了方便给分析问题提供了方便 是一种图解方法 有明确的物理意义有明确的物理意义 不仅适用于线性定常系统，也可推广用于某些非 线性系统线性系统 适用于处理存在噪声的自动控制系统设计 时域和频域时域和频域 时域: 系统的响应随时间t的变化关系c(t) 频域: 系统的响应随输入信号频率ω的变化关系c(ω) 515.1频率特性频率特性——基本概念基本概念 系统的频率响应定义为系统对正弦输入信号的稳 态响应 r(t) c(t) 系统 ？ 515.1频率特性频率特性——基本概念基本概念 给定系统传递函数为 m m−1 s + a s + ...+ a m(s) Φ(s ) n 1 n −1 m n s + b s + ...+ b 1 n ∏∏ ((s − pp )) ii i 1 设系统输入信号为 r (t ) A sin ωt r 其拉氏变化为其拉氏变化为 Aω R((s)) 22 22