线性系统的频域分析方法教学课件PPT开环频率曲线的绘制 26页

'第五章线性系统的频域分析法5－1引言5－2频率特性5－3开环频率特性曲线的绘制5－4频域稳定判据5－5稳定裕度5－6闭环系统的频域性能指标7/22/202115－3开环频率曲线的绘制 5-2开环频率特性曲线的绘制一、典型环节及其频率特性二、开环幅相曲线绘制三、开环对数频率特性曲线绘制四、延迟环节和延迟系统五、传递函数的频率实验确定（见作业）7/22/202125－3开环频率曲线的绘制 一、典型环节及其频率特性（1）最小相位系统环节1）比例环节2）惯性环节3）一阶微分环节4）振荡环节5）二阶微分环节6）积分环节7）微分环节7/22/202135－3开环频率曲线的绘制 一、典型环节及其频率特性（2）非最小相位系统环节1）比例环节2）惯性环节3）一阶微分环节4）振荡环节5）二阶微分环节7/22/202145－3开环频率曲线的绘制 一、典型环节及其频率特性（3）典型环节的幅相频率特性⑴比例环节⑵微分环节⑶积分环节⑷惯性环节0K7/22/202155－3开环频率曲线的绘制 一、典型环节及其频率特性（4）⑸一阶复合微分不稳定惯性环节7/22/202165－3开环频率曲线的绘制 一、典型环节及其频率特性（5）⑹振荡环节7/22/202175－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（1）绘制方法（1）起点和终点；（2）与实轴的交点;穿越频率:（3）变化范围（象限和单调性）。7/22/202185－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（2）例1某0型单位负反馈系统开环传递函数为试概略绘制系统开环幅相曲线。解：起点：终点：7/22/202195－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（3）例2设系统开环传递函数为试绘制系统概略开环幅相曲线。解起点：终点：与实轴交点：7/22/2021105－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（4）例3已知单位反馈系统开环传递函数为试绘制系统概略开环幅相曲线。解：起点：终点：7/22/2021115－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（5）例4已知系统开环传递函数为试概略绘制系统开环幅相曲线。解：起点：终点：与实轴交点：7/22/2021125－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（5）例5.设系统开环传递函数为试绘制系统开环概略幅相曲线。解:起点：终点：7/22/2021135－3开环频率曲线的绘制 二、开环幅相曲线的绘制（6）绘制开环概略幅相曲线的规律：1）起点2）终点3）若存在重等幅振荡环节，则在附近，相角突变。7/22/2021145－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（1）Bode图7/22/2021155－3开环频率曲线的绘制 ⑴幅值相乘=对数相加，便于叠加作图；纵轴横轴坐标特点特点按lgw刻度，dec“十倍频程”按w标定，等距等比“分贝”⑵可在大范围内表示频率特性；⑶利用实验数据容易确定L(w),进而确定G(s)。三、开环对数频率特性曲线绘制（2）7/22/2021165－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（3）典型环节的Bode图⑴比例环节⑵微分环节⑶积分环节⑷惯性环节7/22/2021175－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（4）⑸一阶复合微分7/22/2021185－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（5）⑹振荡环节7/22/2021195－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（6）⑺二阶复合微分7/22/2021205－3开环频率曲线的绘制 绘制方法1）开环传递函数典型环节分解；2）确定一阶环节、二阶环节的交接频率，并标注；3）绘制低频段渐近线：方法一：任取一点。方法二：（1，20ｌｇＫ）方法三：（，0db）4）作频段渐近特性线。三、开环对数频率特性曲线绘制（7）7/22/2021215－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（8）7/22/2021225－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（9）例1已知系统开环传递函数为试绘制系统开环对数频率特性曲线。解：开环传递函数的典型环节分解形式为1）确定各交接频率及斜率变化值非最小相位一阶微分环节：，斜率增加惯性环节：，斜率减少振荡环节：，斜率减少最小交接频率2）绘制低频段渐近特性曲线。3）绘制频段渐近特性曲线7/22/2021235－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（10）非最小相角系统——在右半s平面存在开环零点或开环极点的系统★非最小相角系统未必不稳定★非最小相角系统未必一定要画0°根轨迹非最小相角系统由L(w)不能惟一确定G(s)★最小相角系统由L(w)可以惟一确定G(s)★非最小相角系统相角变化的绝对值一般比最小相角系统的大7/22/2021245－3开环频率曲线的绘制 三、开环对数频率特性曲线绘制（11）例8开环系统Bode图如图所示，求G(s)。解依题有求K:7/22/2021255－3开环频率曲线的绘制 四、延迟环节和延迟系统延时环节：输出量经恒延时后不失真地复现输入量变化的环节。延迟环节的输入输出的时域表达式：延时环节的传递函数：其频率特性：延迟环节的幅相曲线为单位圆7/22/2021265－3开环频率曲线的绘制'