自动控制原理 第五招侣 频率法.ppt

第五章 频率法;第一节 频率特性;频率特性;幅相特性与传递函数之间的关系;幅相特性与传递函数之间的关系;幅相特性与传递函数之间的关系;幅相特性与传递函数之间的关系;一、幅相频率特性(Nyquist曲线);幅相频率特性;二、对数频率特性（Bode图）;对数频率特性;对数频率特性;对数频率特性;第二节 基本环节的频率特性;比例环节;惯性环节;惯性环节;惯性环节;积分环节;积分环节;振荡环节;振荡环节;振荡环节;微分环节;微分环节;一阶不稳定环节;一阶不稳定环节;一阶不稳定环节;时滞环节;时滞环节;第三节 系统开环频率特性;开环幅相频率特性举例;开环幅相频率特性举例;2. 复杂系统开环频率特性;(2).确定幅相曲线的起点和终点;(2).确定幅相曲线的起点和终点;(3).确定幅相曲线与负实轴的交点及中频段的其他特征点;确定幅相曲线与负实轴的交点及中频段的其他特征点;确定幅相曲线与负实轴的交点及中频段的其他特征点;二、系统开环对数频率特性的绘制;系统开环对数频率特性的绘制;例1: 绘制系统开环对数频率特性?? GK(S) = 10/ [(1+ T1S)(1+ T2S)]解： ? GK(S)= 10[1/ (1+ T1S)][1/ (1+ T2S)]系统开环传递函数由三个典型环节串联组成?? 比例环节：10 惯性环节：1/ (1+ T1S) 惯性环节：1/ (1+ T2S) L(w) = 20 lg10 - 20lg[(1+ T12w2)1/2] - 20lg[(1+ T22w2)1/2]??φ(w) = - tg-1T1w - tg-1T2w? ;绘制近似对数幅频特性更简便的方法;举例;例2：绘制系统开环对数频率特性??? GK(S) = 10/ [S(1+0.1S)]解：??? L(w) = 20 lg 10 – 20 lg w – 20 lg [(1+ 0.12w2)1/2]?? φ(w) = - tg-10.1w - 90°??? 低频段：比例 20lg10 = 20db???? 积分 20lg w??? 转折频率：1/0.1=10???????? 惯性 -20db/dec;;第四节 用频率法分析控制系统的稳定性;一、系统开环频率特性与闭环特征式的关系;系统开环频率特性与闭环特征式的关系;二、Nyquist稳定判据;Nyquist稳定判据证明;Nyquist稳定判据证明;Nyquist稳定判据证明;Nyquist稳定判据证明;Nyquist稳定判据证明;Nyquist稳定判据证明;三、稳定判据的推论;稳定判据的推论;稳定判据举例;四、对特殊情况(开环零根)的处理;对特殊情况(开环零根)的处理;对特殊情况(开环零根)的处理;举例;五、 用开环对数频率特性判断闭环系统的稳定性;用开环对数频率特性判断闭环系统的稳定性;用开环对数频率特性判断闭环系统的稳定性;用开环对数频率特性判断闭环系统的稳定性;用开环对数频率特性判断闭环系统的稳定性;用开环对数频率特性判断闭环系统的稳定性;闭环稳定条件;闭环稳定条件;举例;六. 控制系统的相对稳定性;1、 相角裕度;2、幅值裕度;举例;举例;举例;举例;举例;举例;第五节 开环频率特性与系统动态性能的关系;开环频率特性与系统动态性能的关系;开环频率特性与系统动态性能的关系;开环频率特性与系统动态性能的关系;开环频率特性与系统动态性能的关系;开环频率特性与系统动态性能的关系;第六节 系统的闭环频率特性;系统的闭环频率特性;(二). 等M圆;(二). 等M圆;(二). 等M圆;(三). 等M圆的作用;举例;举例;(四). 等N圆;等N圆;(五).等N圆的作用;二.根据闭环频率特性分析系统的时域响应;根据闭环频率特性分析系统的时域响应;根据闭环频率特性分析系统的时域响应;根据闭环频率特性分析系统的时域响应;根据闭环频率特性分析系统的时域响应;根据闭环频率特性分析系统的时域响应;本章小结