西工大、西交大自动控制原理 第五章 线性系统的频域分析法__02_典型环节与BODE图.ppt

线性系统的频域分析法 6　振荡环节 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 线性系统的频域分析法 振荡环节的幅频渐近特性 6　振荡环节 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 1 0.1 10 线性系统的频域分析法 1 0.1 10 线性系统的频域分析法 振荡环节的误差曲线 线性系统的频域分析法 7　二阶微分环节 2　典型环节的频率特性 幅相频率特性 线性系统的频域分析法 渐近幅频特性 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 1 0.1 10 线性系统的频域分析法 1 0.1 10 线性系统的频域分析法 典型环节频率特性的特点 1 最小相位环节与其对应的非最小相位环节在幅相频率特性曲线上以实轴为对称；它们的对数幅频特性曲线相同，相频特性以零度线为对称。 2 传递函数互为倒数的典型环节，其对数幅频符号相反，关于零dB线对称，对数相频符号相反，关于零度线对称。 7　二阶微分环节 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 典型环节频率特性的特点 3 对数幅频曲线以其渐近线代替。 4 对于最小相位环节来说，当 由 变化时，每个零点所对应的因子的相位一定由 变化到 ，而每个极点对应的因子的相位一定由 变化到 。 7　二阶微分环节环节 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 8　延迟环节 2　典型环节的频率特性 幅相频率特性 线性系统的频域分析法 1 8　延迟环节 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 当 时，延迟环节可近似为一阶环节。 8　延迟环节 2　典型环节的频率特性 线性系统的频域分析法 本章要求 1　理解频率特征的定义的定义及物理意义； 2　学会定性（或定量）给出系统的开环幅相频 　 率特性曲线（奈氏曲线）； 3 能够熟练的给出系统的开环对数频率特性曲 线（Bode曲线），并能由系统的开环Bode曲 线，确定系统的开环传递函数； 线性系统的频域分析法 本章要求 4 能够熟练的掌握奈氏稳定判据，并能根据系 统的开环频率特性曲线（奈氏曲线或Bode曲 线）判别闭环系统稳定性； 5 掌握稳定宽度的概念，并会做图确定系统的 稳定裕度（幅裕度和相裕度）； 6 了解最小相位系统的概念； 7 了解尼柯尔斯图线的应用； 线性系统的频域分析法 本章要求 8 理解闭环频域指标 9 掌握开环Ｂｏｄｅ图的三个频段（低、中、 高频段）的概念。并熟练掌握开环频域指标； 10 掌握系统时域性能指标与开、闭环频域性能 指标间的关系。 线性系统的频域分析法 谐波输入下，输出响应中与输入同频率的谐波分量与谐 波输入的幅值之比 为幅频特性；相位之差 为相频特性。 并称其指数表达形式为系统的频率特性。 频率特性的定义 内容回顾 频率特性的物理意义： 系统的频率特性等于输出和输入的傅氏变换之比 线性系统的频域分析法 内容回顾 微分方程 频率特性 传递函数 系统 频率特性与微分方程、传递函数间关系 线性系统的频域分析法 1　复数形式 　　 　　实频特性 　　虚频特性 频率特性的数学表示方法 内容回顾 2　指数形式 线性系统的频域分析法 3　对数形式 用幅频特性的对数形式、相频特性来表示 引入对数形式的目的：将乘除运算化为加减运算。 频率特性的数学表示方法 内容回顾 线性系统的频域分析法 1　幅相频率特性曲线（ Nyquist曲线） 在复平面上，以 为参变量的频率特性曲线称之为幅 相频率特性曲线，也称极坐标曲线。 因为当 由 时的曲线和　　由 的曲线是关于实轴对称的，所以 的变化范围一般 为 。 曲线的横坐标为实频特性，纵坐标为虚频特性，曲线 与原点所构成向量，其模为幅频特性，其相角为相频 特性。 频率特性的几何表示方法 内容回顾 线性系统的频域分析法 Bode曲线是在半对数坐标系中画出系统的幅频特性曲 线和相频特性曲线。 其横坐标以来 表示，但其长度以 来划分； 单位为 。 对数幅频特性的纵坐标，按 取值，单位为分贝 。 对数幅频特性的纵坐标在对数相频特性中，相位仍以 度 来表示。 频率特性的几何表示方法 2　对数频率特性曲线（ Bode曲线） 内容回顾 线性系统的频域分析法 十倍频程(dec) 十倍频程 dec(decade) 对数分度 1 7 4 20 70 40 10 2 100 频率特性的几何表示方法 2　对数频率特性曲线（ Bode曲线） 内容回