第四章 频域特性3最后补充.ppt

第四章 频率特性分析 在系统性能校正中的作用 P218 6.4 增加的环节 6.5增加的环节 6.6增加的环节 L(w) (dB) w1 w2 1 10 w lgw L(w1) 0 L(w2) L(w1)- L(w2) lgw1- lgw2 =b b为直线斜率，单位为dB/dec。 几种常见系统Bode 图的K值 根据斜率变化，列写传函方程 ?基本要求！ L(w1)- L(w2) lgw1- lgw2 =b b为直线斜率，单位为dB/dec。 ★关键点： 1.在于确定各个频段的传递函数及对数幅频函数 1)低频段 2)中频段（1）（2） 3)高(尾)频段 2.运用各频段交接点处同时满足两个方程，得到K或W之间的关系；与横轴的交点是特殊点，带入方程。 Ⅹ (易错) 正确! 例 最小相位系统对数幅频渐近特性如图所示。试确定系统传递函数。 比例环节系数K 例 试确定如图所示实验频率响应曲线的系统传递函数。 例 最小相位系统对数幅频渐近特性如图所示。试确定系统传递函数。 解 由图知此为分段线性曲线,在各交接频率处,渐近特性斜率发生变化,由斜率的变化情况可确定各转折频率处的典型环节类型。 ?=0.1处,斜率变化+20dB/dec,为一阶微分环节; ?1处,斜率变化-20dB/dec,为惯性环节; ?2处,斜率变化-20dB/dec,为惯性环节; ?3处,斜率变化-20dB/dec,为惯性环节; ?4处,斜率变化-20dB/dec,为惯性环节。 可知系统开环传递函数为: 其中,K、?1、?2、?3、?4待定。 由20lgK=30dB,可确定K=31.6。 由直线方程及斜率的关系式确定?1、?2、?3、?4。 设A、B为斜率为K的对数幅频特性直线段上两点,A点的对数幅值为L(?A),B点则为L(?B),则有直线方程 L(?A)- L(?B)=K[lg ?A -lg ?A]，则 从低频段开始,令?A= ?1 ,从图中可知 ?B=0.1、 L(?A)=40dB、L(0.1)=30dB、 K=20dB/dec,则有 同理，可分别求出?4、 ?3、 ?2，可写出系统开环传递函数为： * 上两节课内容回顾 一、频率特性表示法 频率特性可用解析式或图形来表示。 （一）解析表示 系统开环频率特性可用以下解析式表示 幅频-相频形式 ： 指数形式(极坐标) ： 三角函数形式： 实频-虚频形式： （二）系统频率特性常用的图解形式 1. 极坐标图—奈奎斯特图 （Nyqusit） —幅相特性曲线 系统频率特性为幅频-相频形式 当?在0～?变化时,相量G(j?)H (j?)的幅值和相角随?而变化,与此对应的相量G(j?) H (j?)的端点在复平面 G(j?)H (j?)上的运动轨迹就称为幅相频率特性或 Nyqusit曲线。画有 Nyqusit曲线的坐标图称为极坐标图或Nyqusit图。 §5-4 系统开环频率特性的绘制 一般系统开环传函的一般形式为： 二、典型环节的开环传函幅频特性 三、一般系统的开环传函幅频特性 系统开环传函由多个典型环节相串联： 那麽，系统幅相特性为： 即开环系统的幅频特性与相频特性为： 开环系统的幅频特性是各串联典型环节幅频特性的幅值之积； 开环系统的相频特性是各串联典型环节相频特性的相角之和。 例1 某单位反馈系统的开环传函为： 试概略绘制系统开环幅相图。 例2 某单位反馈系统的开环传函为： 试概略绘制系统开环幅相图。 例3 某单位反馈系统的开环传函为： 试概略绘制系统开环幅相图。 对数相频特性记为 单位为分贝（dB) 对数幅频特性记为 单位为弧度（rad) 如将系统频率特性G(j? ) 的幅值和相角分别绘在半对数坐标图上,分别得到对数幅频特性曲线（纵轴：对幅值取分贝数后进行分度；横轴：对频率取以10为底的对数后进行分度）和相频特性曲线（纵轴：对相角进行线性分度；横轴：对频率取以10为底的对数后进行分度），合称为伯德图(Bode图)。 §5-6 典型环节的对数频率特性:伯德图(Bode图) L(w) (dB) 0.01 0. 1 1 10 w lgw 20 40 －40 －20 . . . . . . 0 (w) 0.01 0. 1 1 10 w lgw 45o 90o －90o －45o . . . . . . 0o 对数幅频特性 对数相频特性