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_05_闭环系统频域性能.ppt

对于二阶系统，闭环幅频特性为 可得： 4）带宽（通频带） 1　系统闭环频域指标及其与时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 又考虑到在二阶系统中 4）带宽（通频带） 1　系统闭环频域指标及其与时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 可见，二阶系统的 、 与带宽 成反比。 即：二阶系统的带宽越宽，系统的反应速度越快。 所以带宽也是与系统的快速性相联系的（或者说 也是系统的快速性指标） 闭环系统带宽（通频带） 表征系统反应系统输 入信号的快速性能力，可近似地认为系统的带宽 与其反应速度成正比。 4）带宽（通频带） 1　系统闭环频域指标及其与时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 为了使系统能准确地反应任意的输入信号，要求系 统应具有较大的带宽。但是从抑制噪的角度来看， 带宽又不宜过大。设计系统时，应恰当地处理好这 个矛盾。 从抗高频干扰的角度要求， 附近 曲线应 快衰减速，即应有较陡的负斜率。 以上推导的二阶系统闭环频域性能指标与时域性能 指标间的关系，对于高阶系统一般不能直接使用。 4）带宽（通频带） 1　系统闭环频域指标及其与时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 对于高阶系统来说，系统的闭环频域性能指标与时 域性能指标之间并不存在类似二阶系统的简单地定 量关系。在工程实践中，通常应用一些近似经验公 式来表征闭环频性能指标与时域性能指标间的关系 4）带宽（通频带） 1　系统闭环频域指标及其与时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 1）带宽 与截止频率 　 对二阶系统而言， 可见，当开环频域指标 较大时，闭环频域指 标 也较大。 2　系统闭环频域指标与开环频域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 高阶系统的 和 间不存在二阶系统这样的关系式 对于两个稳定程度相仿的高阶系统，截止频率 与带宽 一样，也和系统响应速度存在正比关 系。有时也用 来估算系统的带宽 。 1）带宽 与截止频率 2　系统闭环频域指标与开环频域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 系统的开环相频可表示为 则开环频率特性可表示为 闭环幅频特性则为 2）谐振峰值 和相角裕度 2　系统闭环频域指标与开环频域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 一般情况下，谐振峰值 附近， 　变化较 小，且谐振频率 常位于 附近，即有： 2　系统闭环频域指标与开环频域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 2）谐振峰值 和相角裕度 而当 时， 为极值。 　较小时，上式的近似程度较高。 控制系统的设计中，一般先根据控制要求提出闭环 频域指标 和 ，再转换成开环频域指标 和 ，然后根据 、 选择校正网络的结构 并确定参数。 2　系统闭环频域指标与开环频域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 2）谐振峰值 和相角裕度 对于二阶系统有： 3　开环频域指标和时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 3　开环频域指标和时域指标的关系 系统频域指标和时域指标的转换 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 反馈控制系统的闭环传递函数为 当 为常数的情况下，闭环频率特性的形状不 受其影响。在研究闭环系统频域指标时，只需针对 单位反馈系统进行。 闭环系统的频域性能指标应能反映控制系统跟踪控 制输入信号和抑制干扰信号的能力。 概述 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 尼科尔斯（Nichols）图线法：获得闭环频率特性和 　　频域指标的一种常用方法。 等α曲线 可将单位反馈系统的开环和闭环频率特性表示为复指 数形式： 确定闭环频率特性的图解法 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 展开后可得： 因虚部为零则有： 确定闭环频率特性的图解法 　　第六节　闭环系统的频域性能指标 等α曲线 取 为某一常数，即得 和 的单值曲线 若令 从 变化，则在 平面上 获得一条和该 值对应的曲线，称为等 线。