自动控制原理第五章频率特性)分解.ppt

二阶系统的频率响应曲线以渐近线表示时 引起的对数幅值误差 ⑥ 一阶微分环节和二阶微分环节 对照各个环节看一下有什么规律？ 微分 二阶微分 一阶微分 惯性环节 振荡环节 积分 最小相位环节的相频特性与幅频特性之间有什么对应关系？ ⑦ 非最小相位系统频率特性 非最小相位比例环节 求频率特性并分析 传递函数: 频率特性: 非最小相位惯性环节 传递函数: 频率特性: 幅频特性曲线与最小相位的惯性环节相同； 相频特性曲线与一阶微分相频特性关于0度ω轴对称。 非最小相位振荡环节与最小相位振荡环节对数幅频渐近特性曲线相同；二阶微分环节和非最小相位二阶微分环节与振荡环节的对数幅频渐近特性曲线关于0dB线对称。 延迟环节 传递函数: 频率特性: 例：传递函数 加延迟环节（T=8s）后的阶跃响应 8 延迟环节（T=8） Nyquist图 Bode图 惯性、一阶微分、振荡、二阶微分及其对应的非最小相位环节： 对数幅频特性相同 相频特性关于0度ω轴对称 * * * 示波器的背景和曲线改变颜色的方法： 教你一个很方便的方法： 等scope显示出来图像以后，在matlab上运行 set(0,ShowHiddenHandles,On) set(gcf,menubar,figure) 这时候你会发现scope的工具栏的上面多了一行，点击insert-axes，鼠标会变成十字形状，然后再图像的任意一处双击左键出现一个对话框PropertyEditor，选中style在窗口的右便会出现color，这时你就可以任意修改背景颜色了。 我的叙述很多，实际上操作起来很快的 示波器的背景和曲线改变颜色的方法： 教你一个很方便的方法： 等scope显示出来图像以后，在matlab上运行 set(0,ShowHiddenHandles,On) set(gcf,menubar,figure) 这时候你会发现scope的工具栏的上面多了一行，点击insert-axes，鼠标会变成十字形状，然后再图像的任意一处双击左键出现一个对话框PropertyEditor，选中style在窗口的右便会出现color，这时你就可以任意修改背景颜色了。 我的叙述很多，实际上操作起来很快的 * （1）典型环节频率特性的绘制 ① 比例环节 传递函数： 频率特性： Nyquist图 Bode图 L(ω)与ω轴平行，随K变化上下移动 φ(ω)与ω轴重合 传递函数： 频率特性： Bode图： ② 微分环节 Nyquist图 ③ 积分环节 Im Re 0 传递函数： 频率特性： 奈氏图： Bode图： 例：传递函数： 求频率特性并分析 取ω=0，1/T和ω=∞三个特殊点: 传递函数： 频率特性： 0 w = 1 2 1 Re Im +￥ = w 0 ④ 惯性环节 奈氏图 渐近线 精确曲线 精确曲线 渐近线 10-1 100 101 低频时，即 高频时，即 为转角(转折、交接)频率 Bode图 几点说明： 简化对数幅频曲线作图，常用低频和高频渐近线近似表示对数幅频曲线，称之为对数幅频渐近特性曲线。 低频段(小于转折频率)幅频特性可认为是0dB的一条直线，高频段的幅频特性可认为是斜率为-20dB/dec的一条斜线。 近似图形有两条直线构成，又称：折线近似图，1/T为折线之间的转折频率；精确图形以近似图形为渐近线，最大误差发生在ω=1/T处，L(1/T)=-3dB。 T分别为0.1、1、10 Bode图 -3dB -3dB -3dB 传递函数： 频率特性： ⑤ 振荡环节 分析： 相频特性从0单调减至-180，当ω=ωn时， ，表明振荡环节与虚轴的交点为 ——谐振频率 ——谐振峰值 均为阻尼比的减函数 幅频特性 极坐标相位从0°到 -180°变化，频率特性与虚轴交点处的频率是无阻尼自然振荡频率，ζ越小，对应ω的幅值就越大。说明频率特性与ω、ζ均有关。 w =￥ 0 w = n w n w n w 2 z 3 z Im Re 0 1 · · · 3 2 1 z z z 1 z w w w 当ω=0，1/T和ω=∞时， 奈氏图 10-1 100 101 10-2 Bode图 10-1 100 101 10-2 10-1 100 101 10-2 10-1 100 101 10-2 10-1 100 101 10-2 10-1 100 101 10-2 时，L(ω)是一条折线，没有峰值 10-1 100 101 0 -