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2012chen第6章线性控制系统的频域分析法6.3-6.6.ppt

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第6章线性控制系统的频域分析法进入主目录HarbinEngineeringUniversity自动控制理论自动化学院陈明杰.Nov.2012

第6章线性控制系统的频域分析法主要内容6.2※※典型环节与开环频率特性曲线的绘制6.3※※※频率域稳定判据6.5闭环频率特性与时域性能指标的关系6.4※稳定裕度6.1频率特性6.6※开环频率特性与时域性能指标的关系稳快、准

有哪些判断线性系统稳定性的方法？（P159）闭环系统特征方程的所有根都具有负实部。融会贯通---稳定性

6.3※※频率域稳定判据（P290)频域稳定判据是根据开环系统频率特性曲线判断闭环系统的

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自动控制系统的频域分析法.pptx 第五章自动控制系统的频域分析法 引言对于一个系统而言，均可以采取一定的方法，求得其传递函数如下：将中的用来替代，所得到的式子即为该系统的频率特性，这种分析方法就称为频域分析法 考虑系统的传递函数，它可用频域表示成如下形式：系统频率特性也可通过幅值和相角表示成如下形式：其中：式中：幅相频率特性分析法 极坐标平面如下图所示：对数频率特性图又称为伯德图，它由对数幅频曲线和对数相频曲线组成，是工程中广泛使用的一种分析工具。现将频率特性表示如下：01对数相频曲线的纵坐标按线性分度，单位是度，横坐标与幅频曲线的相同，由此构成的坐标系称为半对数坐标系03对数幅频特性曲线的横坐标按分度，单位为弧度/秒，其纵
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自動控制,线性系统的频域分析法习题.doc 第五章线性系统的频域分析法 若系统的单位阶跃响应，试确定系统的频率特性。解：，，；，。或：；；设系统如下图所示，试确定输入信号作用下，系统的稳态误差。解：；，；，；答案：。已知系统开环传递函数，，试分析并绘制和情况下的概略幅相曲线。解： τ T T τ ω 0 1/τ (τT)-1/2 1/T ∞ 0 1/T (τT)-1/2 1/τ ∞ |G(jω)| ∞ A1 A2 A3 0 ∞ A3 A2 A1 0 ∠G(jω) -180o -180o+φ1 -180o+φm -180o+φ1 -180o -180o -180o+φ1 -180o+φm
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《MATLAB Simulink与控制系统仿真（第3版）》的课件第7章频域分析法.ppt 《MATLAB/Simulink与控制系统仿真（第3版）》 7.1 引言 7.2 频率特性基本概念 7.3 频率特性的表示方法 7.4 系统开环频率特性作图 7.5 频率响应分析 7.6 MATLAB在频率法中的应用 7.7 频率法的稳定性分析 7.8 综合实例及MATLAB/Simulink应用习题第7章频域分析法内容提要 控制系统的频率特性反映的是系统对正弦输入信号的响应性能。频域分析法是一种图解分析法，它依据系统频率特性对系统的性能（如稳定性、快速性和准确性）进行分析。 频域分析法的突出优点是可以通过试验直接求得频率特性来分析系统的品质，应用频率特性分析系统可
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第3章线性控制系统的时域分析法.ppt 3. 斜坡函数（等速度函数） 4.抛物线函数（等加速度函数） 5.正弦函数 2. 一阶系统的单位阶跃响应当输入信号为单位阶跃函数时，系统的输出称为单位阶跃响应，记为 h(t)即当r(t)=1(t)，R(s)=l/s时，有时间常数T和放大系数K是表示一阶系统响应的结构参数，它反映系统的响应速度和最终达到的稳态值。响应曲线的切线斜率为1/T。当经过时间t=T，2T，3T，4T和5T时，输出曲线分别达到稳态值的63.2%，86.5%，95%，98.2%和99.3%。因系统允许的误差一般取：?%=5%或2%。故当?%=5%时，调整时间
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线性系统的频域分析法课程.ppt 当ω由0→+∞变化时，在开环对数幅频特性曲线L(ω)≥0的频段内，Гφ曲线对(2k+1)π线的穿越次数R=R+－R－＝P/2，则闭环系统稳定。 * * 频域 §5－3 频率域稳定判据试验开环频率特性曲线稳定性稳定裕度闭环系统结构和参数的影响改善系统性能的途径时域 ——劳思判据、赫尔维茨判据 ——乃奎斯特稳定判据、对数频率稳定判据稳定判据开环传递函数： G(s) R(s) C(s) 一、开环频率特性和闭环特征式的关系闭环传递函数：闭环特征式: F(s)的频率特性： G(jω)H(jω) 曲
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第14讲第5章线性系统的频域分析法.doc 第15讲第六章控制系统的校正前面几章中讨论了控制系统几种基本方法。掌握了这些基本方法，就可以对控制系统进行定性分析和定量计算。本章讨论另一命题，即如何根据系统预先给定的性能指标，去设计一个能满足性能要求的控制系统。基于一个控制系统可视为由控制器和被控对象两大部分组成，当被控对象确定后，对系统的设计实际上归结为对控制器的设计，这项工作称为对控制系统的校正。在实际过程中，既要理论指导，也要重视实践经验，往往还要配合许多局部和整体的试验。所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。工程实践中常
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线性系统的频域分析法.pptx 主要内容：第五章线性系统的频域分析法频率特性的基本概念和频率特性曲线绘制方法；频域稳定判据和频域性能指标的估算。应用频率特性研究线性系统的经典方法。时域分析法—时域数学模型—微分方程复域分析法—复域数学模型—传递函数（劳斯判据、根轨迹等）频域分析法—频域数学模型—频率特性频率特性反映了正弦信号作用下系统响应的性能。 5-1频率特性1频率特性的基本概念以RC滤波网络为例：RCiuiuouiAuoA’设电容C的初始电压为uo0,取输入信号为正弦信号当uo为稳态时，记录曲线为可见，RC网络的稳态输出仍为正弦信号。特点为：频率与输入信号的频率相同；幅值较输入信号有一定衰减；相位存在一定延迟。 RC滤波
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第5章线性系统的频域分析法要点.ppt 第5章线性系统的频域分析法 5.1.1 频率特性的基本概念对上式进行拉氏反变换可求得输出信号的时域表达式式中Rm为输入正弦信号幅值，是输入正弦信号频率。经拉普拉斯变换后，可以得到由于系统是稳定的，闭环特征根s1，s2，…，sn 的具有负实部。则系统在正弦信号作用下的稳态输出为从而可以得到解：容易判断，所给系统是稳定的。在正弦信号作用下，稳定的线性定常系统的稳态输出也是正弦信号，本题现利用频率特性的概念来求解。 控制系统的闭环传递函数为： 5.1.2 频率特性的几种表示法 1 幅相频率特性曲线 1) 用jω代替传递函数中的s，求出系统的频率特性G(jω)。 2) 求出幅频特
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第6章线性系统的频域分析法.ppt 6.1 频率特性6.1.1 频率特性的基本概念一个线性系统或元件，当输入为正弦函数，输出的稳态值也是一个相同频率的正弦函数时，将输出稳态值与输入量之比，称为系统的频率特性。 6.2 典型环节的频率特性积分环节 3 微分环节惯性环节Bode图 5 一阶/比例/实用微分一阶微分 6. 振荡环节振荡环节图 ③二阶振荡环节的相频特性也和阻尼比ξ有关，不同ξ 的对数相频特性曲线都是以转角频率ω=1/T处相角为-90o的点为斜对称。 7、二阶微分环节传递函数 1.幅相特性 2.幅频特性 3.相频特性 4.对数幅频特性 5.对
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第5章线性系统的频域分析法.ppt 典型闭环幅频特性实际系统，低频时开环幅频特性较大，且反馈通道一般为常数，此时，闭环系统传递函数为常数，相频特性近似为零。高频时，开环幅频特性远小于1。实际希望开环频率特性幅值保持大数值频带越宽，闭环系统复现性能越好。事实上不可能，故绝对准确复现输入信号不可能。 1. 等M圆利用单位开环Nyquist图绘制和分析闭环系统的闭环频率特性图 5.5.2 单位负反馈系统闭环频率特性图的绘制 2. 向量作图法 5.6 开环频率特性与控制系统性能的关系 5.6.2 二阶系统性能指标间的关系开环闭环对于二阶系统来说，越小，越大；越大，越小。为使二阶系统不
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