上海交大809考研机械设计与理论e第3章频率特性.pptVIP

第三章 频率特性;线性定常系统 ;（1）频率特性具有明确的物理意义，它可以用实验的方法来确定，这对于难以列写微分方程式的元部件或系统来说，具有重要的实际意义。 （2）由于频率响应法主要通过开环频率特性的图形对系统进行分析，因而具有形象直观和计算量少的特点。 （3）可方便地应用于控制系统设计与校正。;3.1 频率特性的基本概念; ;设系统的传递函数为; ; ;幅频特性:系统稳态输出与输入的幅值比;频率特性函数的特点:;电路的输出与输入的幅值之比 ;(b)相频特性 ;频率特性与传递函数具有十分相的形式 ;频率特性的几种图示法 ;极坐标图(Polar plot)，=幅相频率特性曲线，=幅相曲线 ;3.2 极坐标图(Polar plot)，幅相频率特性曲线， 奈奎斯特曲线;极坐标图;一、典型环节的幅相频率特性;2、积分环节; ;4、振荡环节;对于欠阻尼1?0;过阻尼情况 ?1;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;微分环节极坐标图;一阶微分环节;对于;6 传递延迟;例5-2 考虑下列二阶传递函数：;图5-32 ;二、开环系统的幅相频率特性;从表3-1可看出：;3.3 对数频率特性;1、放大环节： 增益K;图5-7 数值与分贝转换直线;2、 积分与微分环节;积分环节的对数频率特性曲线 ;微分环节的对数频率特性曲线 ;-20dB/dec;4、惯性环节和一阶微分环节;渐近线 ;惯性环节的频率响应曲线以渐近线表示时 引起的对数幅值误差;精确幅频特性的绘制;一阶微分因子的对数频率特性曲线 ;4、振荡环节和二阶微分环节 ;幅频特性与 ;幅频特性与 ;幅频特性与 ;幅频特性与 ;幅频特性与 ;图5-13 二阶因子的对数幅频特性曲线 ;相频特性与 ;相频特性与 ;相频特性与 ;相频特性与 ;相频特性与 ;图5-13 二阶因子的对数相频特性曲线 ;幅值误差与 ;幅值误差与 ;幅值误差与 ;幅值误差与 ;幅值误差与 ;图5-14 二阶因子的频率响应曲线以渐近线表示时 引起的对数幅值误差;令;图5-15;二阶微分环节;5 延滞环节;二、开环系统的伯德图;已知一反馈控制系统的开环传递函数为;-20dB/dec;步骤如下 ;4;三、最小相位系统;对于最小相位系统，其传递函数由单一的幅值曲线唯一确定。对于非最小相位系统则不是这种情况。 ;非最小相位系统 ;在具有相同幅值特性的系统中，最小相位传递函数（系统）的相角范围，在所有这类系统中是最小的。任何非最小相位传递函数的相角范围，都大于最小相位传递函数的相角范围 ;最小相位系统，相角在;传递延时是一种非最小相位特性。如果不采取对消措施，高频时将造成严重的相位滞后 ;四、对数幅-相特性图(Nichols Chart)尼柯尔斯图;3.4 闭环系统的频率特性;5.7.4截止频率与带宽(Cutoff frequency and bandwidth);闭环系统滤掉频率大于截止频率的信号分量，但是可以使频率低于截止频率的信号分量通过。 闭环系统的幅值不低于-3分贝时，对应的频率范围称为系统的带宽。带宽表示了这样一个频率，从此频率开始，增益将从其低频时的幅值开始下降。;带宽指标取决于下列因素： 1、对输入信号的再现能力。大的带宽相应于小的上升时间，即相应于快速特性。粗略地说，带宽与响应速度成反比。 2、对高频噪声必要的滤波特性。 为了使系统能够精确地跟踪任意输入信号，系统必须具有大的带宽。但是