第四章 控制系统的频率特性.pptVIP

自动控制原理4·一阶微分环节其分析方法与一阶惯性环节类似第30页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理5·二阶振荡环节在低频段，w很小，Tw1在高频段，w很大，Tw1在低频段，w很小，在高频段，w很大，在转角频率处，第31页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理幅频特性第32页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理说明：（1）其幅频特性伯德图可用上述低频段和高频段的两条直线组成的折线近似表示，两渐近线相交于无阻尼自然频率。（2）实际曲线随阻尼比的不同而不同，变小，谐振峰增大，反之增大，谐振峰向左偏移，自振频率下降。相频特性第33页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理6·延迟环节如果用线性坐标，则延迟环节的相频特性为一条曲线；反之，如果某环节的相频特性在线性坐标上是一条直线，则该环节为延迟环节。第34页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理二·一般系统伯德图的作图方法系统幅频特性和相频特性的伯德图可由各典型环节的幅频特性伯德图迭加得到。例如：系统可认为由下列五个典型环节组成：第35页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理画图步骤：（1）将传递函数分解成典型环节并按转角频率从小到大排序，计算斜率累加值。（2）过（1，20lgK）点作低频渐进线，斜率为-20rdB/dec，r为积分因子的个数。（3）根据斜率累加值，每遇转角频率即改变渐进线斜率，作出幅频特性。斜率改变取决于典型环节种类。例如：在G(S)=(Ts+1)±1的环节，在ω=1/T处斜率减少±20dB/dec，而在G(S)=()±1的环节，在ω=1/T处斜率改变±40dB/dec。（4）用描点连线的方法绘制相频特性第36页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理第37页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理三·最小相位系统在S右半平面上既无极点，又无零点的传递函数，称为最小相位传递函数；否则为非最小相位系统。特点：（1）对于相同阶次的基本环节，当频率w从0连续变化到时，最小相位的基本环节造成的相移是最小的。（2）对于最小相位系统，知道了幅频特性，其相频特性就唯一确定，而非最小相位系统则不唯一确定。（3）实用的大多数系统为最小相位系统，为了简化工作量，对于最小相位系统的伯德图，可以只画幅频特性。第38页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理第39页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理例：有一最小相位系统,其频率特性为另有一非最小相位系统,其频率特性为(T2＞T1＞0)很明显，这两个系统的对数幅频特性是完全相同的,第40页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理相频特性不同：前一系统的相角角度变化范围0°?负角度值?0°；后一系统的相角角度变化范围0°?-180°。它们的Bode图如图所示。第41页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理最小相位系统和非最小相位系统的伯德图第42页，共73页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理例已知系统的开环传递函数为试绘制系统的伯德图。解将开环传递函数写成如下典型环