5-2频率特性曲线的绘制.pptVIP

5.2 典型环节与开环系统频率特性;自动控制系统通常是由许多环节组成，根据它们的基本特性，可以划分为几种典型环节。;⒈ 比例环节：;;对数幅频特性： ;（1） Nyquist图：;对数幅频特性是直线，斜率为-20。;3、微分环节;（1）Nyquist图（幅相频率特性）：;完整的频率特性图是一个圆，对称于实轴。;采用分段直线近似表示：;对数相频特性： ;5. 一阶微分环节;低、高频渐进线的交点为;（1）Nyquist图（幅相频率特性）：;当 时， 曲线在3，4象限；当 ， 与之对称于实轴。 ;由图可见无论是欠阻尼还是过阻尼系统，其图形的基本形状是相同的。;（2）Bode图（对数频率特性）：;相频特性：;左图是不同阻尼系数情况下的对数幅频特性和对数相频特性图。上图是不同阻尼系数情况下的对数幅频特性实际曲线与渐近线之间的误差曲线。;7 二阶微分环节：;（2）Bode图（对数频率特性）：; 由前面分析和上两图可见, 二阶微分环节对数幅频曲线和对数相频曲线分别与振荡环节对数幅频曲线和对数相频曲线关于0分贝线及0度线成镜像对称.;8、滞后环节;特别要注意的是，半对数坐标系中的直线方程为P175：;三、开环幅相曲线的绘制（Nyquist图）;[例5-1]设开环系统的频率特性为： 试列出实频和虚频特性的表达式。当 绘制奈氏图（开环幅相曲线图）。;;零型系统若包含n个惯性环节;[例5-2]设开环系统的频率特性为：;Date;[具有积分环节系统的频率特性的特点]：;下图为0型、Ⅰ型和Ⅱ型系统在低频和高频段频率特性示意图：;用MATLAB软件画图语句：nyquist(num,den) ; 4、开环系统的伯德图 基本步骤： 把系统的频率特性改写成各典型环节的乘积形式，画出每一个环节的对数幅频和相频曲线，然后进行同频率叠加，即得到该系统的伯德图。 例1：;=(①/②③?)=④;[例2]：开环系统传递函数为： ，试画出该系统的波德图。;实际上，画图不用如此麻烦。我们注意到：幅频曲线由折线（渐进线）组成，在转折频率处改变斜率。;遇到 的转折频率时，斜率增加+20dB/Dec;;[例5-3]系统开环特??为：;红线为渐进线，兰线为实际曲线。;[例5-4]已知;红线为渐进线，兰线为实际曲线。;[例5-5]系统开环特性为：;[例5-6]系统开环特性为：;用MATLAB软件画图：bode(num,den);五、频域实验的传递函数确定;例：已知最小相位系统的渐近幅频特性如图所示，试确定系统的传递函数，并写出系统的相频特性表达式。;例：已知最小相位系统的渐近幅频特性如图所示,试确定系统的传递函数。;在w=4时，L(w)=0，这时可以不考虑转折频率在w=4以上的环节的影响;小结;开环系统极坐标频率特性的绘制（绘制奈氏图） —手工绘制 —具有积分环节的系统的频率特性的特点，低频和高频特性 开环系统对数坐标频率特性的绘制（绘制波德图） —手工绘制波德图的步骤 最小相位系统和非最小相位系统 依据控制系统的频率特性曲线确定系统的数学模型;作业