东大自动化PPT第五章.ppt

东北大学《自动控制原理》课程组 第五章 频率法 主要内容 频率特性的基本概念 非周期函数的频谱分析 频率特性的表示方法 典型环节的频率特性 系统开环频率特性的绘制 用频率法分析控制系统的稳定性 系统暂态特性和开环频率特性的关系 闭环系统频率特性 系统暂态特性和闭环频率特性的关系 小结 第5章 频率法 学习重点 了解频率特性的基本概念，掌握其不同的表示方法； 了解典型环节的频率特性； 熟练掌握波德图和奈氏图的绘制方法； 理解和掌握奈氏稳定判据，会用奈氏判据判断系统的稳定性； 熟练掌握系统稳定裕量的物理含义和计算方法； 建立开环频率特性和系统性能指标之间的对应关系，能够定性地分析系统的性能； 了解闭环系统频率特性及其和系统暂态特性的关系。 5.2 非周期函数的频谱分析 1.周期函数的频谱 5.2 非周期函数的频谱分析 5.2 非周期函数的频谱分析 5.2 非周期函数的频谱分析 2.非周期函数的频谱 5.2 非周期函数的频谱分析 5.2 非周期函数的频谱分析 5.3 频率特性的表示方法 1. 幅相频率特性（奈氏图） 2. 对数频率特性（Bode图） 3. 对数幅相特性（尼氏图） 5.3 频率特性的表示方法 令s=jω，可得系统或环节的频率特性 5.3 频率特性的表示方法 5.3 频率特性的表示方法 (3) 奈氏图 5.3 频率特性的表示方法 对上式两边取对数，得 5.3 频率特性的表示方法 5.3 频率特性的表示方法 Bode图 5.3 频率特性的表示方法 5.4 典型环节的频率特性 1. 比例环节 2. 惯性环节 3. 积分环节 4. 微分环节 5. 振荡环节 6. 时滞环节 7. 最小相位环节 5.4 典型环节的频率特性 1. 比例环节频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 2. 惯性环节频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 3. 积分环节频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 4. 微分环节频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5. 振荡环节频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 6. 时滞环节频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.4 典型环节的频率特性 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 ③ 幅相特性与负实轴和虚轴的交点。 5.5 系统开环频率特性的绘制 ④ 如果在传递函数的分子中没有时间常数: 当ω由0增大到∞过程中，特性的相位角连续减小，特性平滑地变化。 如果在分子中有时间常数: 根据时间常数的数值大小不同，特性的相位角可能不是以同一方向连续地变化，这时，特性可能出现凹部。 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 5.5 系统开环频率特性的绘制 ① 确定交接频率 （本例中 ）