自动化专业英语教程一零

自动化专业英语教程教学课件July28,2007P2U4ATheFrequencyResponseMethods:BodePlots第二部分第四单元课文A频率响应法:波特图A频率响应法：波特图1.课文内容简介：主要介绍《自动控制原理》中波特图的定义、波特图的绘制方法、利用波特图分析系统性能和进行系统校正等内容。2.温习《自动控制原理》中有关波特图的内容。3.生词与短语decibeln.分贝commonlogarithm常对数minimumphase最小相位productn.乘积semilogpaper半对数坐标（纸）interpretv.解释，解析slopn.斜率quadraticadj.二次的；n.二次方程P2U4ATheFrequencyResponseMethods:BodePlots第二部分第四单元课文A频率响应法:波特图breakfrequency转折频率crossoverfrequency穿越频率bandwidthn.带宽entailv.,n.负担，需要meritn.优点；指标，准则proceduren.程序，过程mechanizev.使机械化4.难句翻译[1]Thisisalsotruefortheleadscorrespondingtothesimpleandquadraticlagbelow.对应于后面的一次和二次滞后的超前环节也是这样。[2]Toensureaspecifiedattenuation(reduction)ofnoisecomponentsintheinputaboveacertainfrequencyshouldbebelowacertainlevel.为保证对输入中高于一定频率的噪声成分指定的衰减，（伯德图中M）应低于某一水平。P2U4ATheFrequencyResponseMethods:BodePlots第二部分第四单元课文A频率响应法:波特图5.参考译文A频率响应法：波特图波特图一个系统的频率传递函数或它的KZ(j

)/P(j

)函数既能用单个的奈奎斯特图（极坐标图）表示，也可以用相对输入（强迫）频率的幅值比和相角表示。人们习惯于按照输入频率的常用对数绘制以分贝为单位的幅值比图和以度为单位的相角图。按照这种形式，这两张图称为伯德图（以H.W.Bode命名），可以绘制准确的伯德图，它是由计算制作的，也有直线渐近线图，它可以快速容易地运用到已经发展出的技术徒手草绘或绘制，本文将介绍这一技术。系统传递函数的波特图用来确定各种输入（包括阶跃）对系统响应的影响。因为频率响应是一个稳态响应，所以这个系统必须是稳定的，并且它的稳定性必须在使用系统波特图以前确定。P2U4ATheFrequencyResponseMethods:BodePlots第二部分第四单元课文A频率响应法:波特图人们经常使用频率函数KZ(j

)/P(j

)的波特图来检验系统的稳定性。当函数在s右半平面没有零点或极点时，即函数是最小相角，则这个波特图能很快地根据出现在函数中的四个基本环节的知识草绘出来。这些基本环节是：①频率不变项K②在原点上的零点和极点③一阶项式的极点和零点(j

+1)

n④二阶极点和零点(j

+1)

n

对于一个乘积，和相角

表示成一个和用分贝为单位幅值M，也将表示成一个和：在波特图中，以分贝为单位的幅值M和以度为单位的相角

在半对数坐标纸上按

绘制出来。这种改进如下：KZ(j

)/P(j

)的波特幅值和相角图可以由它的相关项累加而得到。这些图比极坐标图或奈奎斯特图更容易绘制出来，而且能够容易地按照系统特性的不同方面进行理解。P2U4ATheFrequencyResponseMethods:BodePlots第二部分第四单元课文A频率响应法:波特图

1、增益K>0：，

=0，都与ω无关，如图2-4A-1a.所示

图2-4A-1a)增益因数b)积分因数c)简单滞后因数P2U4ATheFrequencyResponseMethods:BodePlots第二部分第四单元课文A频率响应法:波特图2、积分环节1/(j

)n（极点在原点）在

=1时MdB=0在

=10时10倍于

=1，MdB=-20n.。因此，按照对数刻度幅值图是一条斜率为-20ndB/dec.的直线。相角

=-n90

，并且与频率无关。微分环节(j

)n（零点在原点）：这个图是相应的积分项相关于零分贝线和零点轴的镜像，这对于相应于简单和二次滞后的超前环节是正确的。3.简单滞后环节1/(

j

+1)：

在图2-4A-1c中绘出的图是渐近线的近似，这些渐近线相交在标准化图上由

=1(或

=1/

)给定的穿越频率或转角频率处。P2盯U4隶A元Th征e柿Fr姜eq岭ue染nc五y浪Re铲sp漏on昨se鹊M咳et加ho碌ds侵:纲Bo曾de裁P闯lo峰ts第二务部分袋第四都单元铜课文A频率乖响应纪法:波特躲图接近陕于

=谷1/

处，择实际狮值可怎以由罚等式纹（2-崭4A糖-1）计太算出且来。弊在

=慢1/

处，财偏差穴是-3方dB，相侄角是-4盈5

。4、二洒次滞渴后其中

n是无教阻尼滥自然悲频率怒，

是阻汉尼比绒，二祖次滞灭后环移节伯醒德图若的渐缎近线免是横肾轴，坐高频耗渐近尺线在

/

n=1处于炼与0分贝匠轴相追交，亲且斜坡率为-4充0d街B/歇de称c。接冷近于

/

n=1，等渡式（2-勺4A莲-2）给黎出实汗际的倡曲线沫，阻棋尼比

越小应，它亲所引种起峰曲值MdB的越鉴大，池在接军近

/

n=1处

也有胀越突吨然的凤变化肉。伯代德图唉可以尿通过远存在违的基悄本环乌节的壤幅值踢和相右角分亭别相材加绘胸制出归来。(2涉-4抖A-胁2)P2骨U4季A熊Th根e院Fr德eq顿ue用nc滋y喉Re宋sp岔on坡se撞M叨et挠ho终ds揭:妹Bo预de升P猎lo弯ts第二革部分碎第四团单元辈课文A频率素响应露法:波特崖图在波渗特图凝中，市相角榴裕度

m是18状0

和在|KZ(s)/P(s)|兴=负1（即0分贝次）频拉率处呢的相榆角之碧和。晶因此凯，如渔图2-爪4A演-2所示农的部趣分伯房诚德图贴相角登裕度

m是在达穿越贫频率

c处，铃相角夏曲线富在18泛0

上的池距离酒（度倒数）蚊。在殖那儿廊幅值胶曲线掘穿过0分贝靠轴。犁相似尺地，量增益转范围少等于1，除娃以相径角为-1击80

时的臂频率奥处的滑幅值为。GMdB，增碍益裕妹度以昌分贝择表示夜，是据在这但个频扩率处酱以下润到幅辜值（绝曲线绒）的植距离环，如蓬图2-泛4A躲-2所示扛。图2-愚4A供-2相位联裕量搭和增临益裕剥量P2银U4荐A丘Th船e宪Fr暮eq净ue傍nc苹y命Re获sp澡on册se绑M膨et勉ho康ds岭:附Bo怎de阅P话lo峰ts第二藏部分把第四稀单元泊课文A频率家响应过法:波特偶图波特卸图上碗的性摧能要跳求波特营图广布泛应艺用的仪一个决重要喘原因五是其做性能根要求材容易尤理解杠。相对打稳定葡性：故闭环沫传递转函数纱的波扒特图舅在接件近穿跪越频锹率

c处斜影率不及大于-2标0d门B/屿de雷c曲线鱼必须说有足爹够角畅度。鸡否则律，可借以立碑即证何明

m将是迅不够倍的。稳态答精度盈：为对了提棒高稳驳定性料，低捉频渐住近线详必须毁上升跌，或松改变营其斜拣率。狭低频推渐近舅线是K/(漫j

)n对n=叶0（0型）宵，单星位阶胀跃的弃稳态希误差舌是1/键(1筹+K)，所偏以如肌果零筐斜率表低频躺段20抬lgK升高钩（误塘差减章小）痰。若宪要阶步跃输乒入后枕的稳拾态误丙差为0，系探统必茂须至张少是1型（n=1），谅所以届低频贡段必乳须至时少是-2骨0d斩B/仿de估c。在工暖作范胀围内屈的精免度：巡寿为了析保证互正常诵范围属内指滴定的瓣精度铸，波和特图塞在这棚个范批围内毛可以独不低验于给礼定水现平。导为了誉提高倾精度费，这欢个水程平必嗓须升诞高。穿越筋频率驻和带久宽：往根据

c=0.陵63

b的

b穿越看频率

c是带当宽

b的一业个测量量依令据，物响应间速度亚也是钉这样邀。P2慢U4劳A获Th汪e帜Fr孝eq交ue级nc尸y渠Re并sp楼on翻se幕M猎et染ho痰ds耐:票Bo棵de棚P禁lo娃ts第二蝴部分沉第四扛单元沙课文A频率焰响应蒸法:波特翼图噪声旦抑制昆：为论了保著证对怠输入泽中高脆于一事定频康率的凶噪声昼成分遮指定淘的衰灾减（五伯德蔽图中娱的M）应施低于帅某一度水平貌。这些士判据自表明稳特性填的不宇同方诉向是刑如何瞧转换膛成波味特图走的专矩有特埋征，乖并且跨允许型在波的特图号上将铅特性族要求域变化诞成需扔要。世系统毯设计呈的任浪务是礼得到徒适合贺这些融需要柳的补跳偿器铜。波特纺图的室设计应用分波特色图技恭术的肥反馈尘控制胁系统获的设湖计眼佩前画插出和应重画萝出幅铃频特璃性图窜和相侧角特婚性图匪的形芽状，命直到泊满足棍系统坦特性共要求每为止党。这费些特缴性要糖求可聚以方萍便的迟按照役频域苍图的掘特点克如暂壮态性鸣能的接增益蔬和相优角裕卖量和精稳态博时域效相应霸的误经差常费数来浓表达户。并啦且，段连续付时间走系统例对串你联或摇反馈南矫正在的波穿特图溉渐近柴线的摄成形要是一且个相磨对简姑单的爸过程块。增益果矫正搭：在饮一些怖情况给下，芬通过程简单触地调奸整开送环增浊益K来满亦足所盒有系堡统的懂特性毁要求吩是可也以的曲。在反等式馒（2-记3A棕-3）中盆指出涂，开拢环增叠益K的调档整不休影响锋相角顽特性对图。流它仅背靠向葛上或砌向下P2腔U4史A霸Th派e译Fr蜻eq滥ue张nc备y察Re滴sp恨on宴se赵M霞et值ho盲ds胳:罩Bo喉de穴P症lo准ts第二挖部分拍第四毙单元旺课文A频率宏响应竹法:波特煎图移动虾幅频员特性膊图来妖相应来地增集大或陪减小K。超前蒜矫正景：对月一个愚系统授的串蔬联超助前矫稿正的及增加筹在低察中频飞段降园低整泉个相土角曲御线。诉超前估矫正翻通常终用来称增加薯增益辈或相高角裕柳度或层增加规其带完宽。醒超前略网络找通常朗需要旅一个鼓附加管的伯吨德增财益KB的调朴整图剥。滞后奔矫正咏：为笋了减策小系鹿统的己带宽挖，在怪一些缓情况粒下使讲用滞新后矫暮正环屋节。宴它也染用来伐提高洞对于迹误差象常数罗给定债值的也相对煎稳定颤性，皱或用酬来抑损制高愿频段华的噪今音。滞后—超前快矫正遍：有侨时也凳需要象同时望使用她超前厕矫正计和滞誓后矫须正。桌虽然欢这两东个网施络的贤每一哥个都杨能通滩过串锁联达和到预锋期效披果，两但装昨配组代合在嘱一起员的超释前矫股正器每通常嗽更为渠方便厉。P2滑U4姓B若N未on率li珍ne悄ar桨C炒on互tr虹ol泡S舍ys饶te磨m第二圈部分师第四热单元化课文B非线记性控文制系才统B非线挤性控勉制系及统1.课文劲内容券简介夸：主纷要介括绍《自动嚼控制绞原理》中非直线性从控制佩系统袭的定列义、唯非线拳性行陵为和茎常见异非线职性环嫁节、背相平孩面法醉和描胃述函究数等秃内容霜。2.温习《自动势控制休原理》中有饺关非氏线性假环节药的介翅绍。3.生词额与短扒语li坦ne彻ar翠az轨at瓶io肾nn.线性贫化as尿su畅mp偏ti肝onn.假设re压la败yn.继电琴器st熟ar窑tu垃pn.启动sh枪ut铲do瘦wnv.关闭de蜻pe络nd纸en象t久va集ri孙ab主le应变胁量in焰de端pe羽nd翅en汤t职va冬ri刘ab呈le自变济量P2动U4弃B亲N春on嗓li弱ne吴ar功C缩慧on街tr拐ol茎S朽ys萌te替m第二后部分送第四椒单元酿课文B非线缎性控推制系杜统va争li晃dad侦j.有效扑力的eq购ui评va械le恰ntad浅j.等价命的；n.等价re嫩co残gn坐it遇io方nn.认识en辉co凳un巾te以rv.遇到vi翅ce秆v输er阔sa反之温亦然li牲mi钳t繁cy侧cl僵e极限迟环su巨st气ai森nv.维持th搭eo电re麻ti狠ca陆ll壤yad舰v.理论歌上ha掀rm巨on谨ic硬sn.谐波su际bh唤ar张mo武ni性csn.次谐达波ta即ng商en泊tad川j.切线划的，齐正切光的；n.切线胖，正帽切va告lv晓en.阀门op遗en磨in皆gn.开度de返fl眨ec并ti夕onn.偏（挠离，女差）sa粉tu身ra茫ti幻玉onn.饱和de隐ad鹿ba锄ndn.死区P2罩U4揉B幻玉N烘on碑li艳ne愁ar快C组on嫌tr外ol怜S矿ys裙te抢m第二卖部分映第四杏单元宵课文B非线颗性控吐制系锣统in腾se暗ns坊it酿iv篮ead蛙j.不敏姥感的in窃st咬ru置me衬ntn.仪器功，工杂具ov波er是la宾pv.,n.重叠hy慨dr轻au嘱li橡cad棕j.水力拖的，址液压办的sp培oo诉lv.绕；n.卷筒洪，线胶圈，掠阀柱ba裂ck莫la袋shn.齿隙润游移hy渴st阅er后es渔isn.滞回羊线co满ul壤om巩b邀fr誉ic胜ti虹on库仑旅摩擦dr臭y们fr变ic负ti选on干性沿摩擦im任pe害rf浑ec与ti坦onn.不完份全，劳不足挪，缺奥点ph哑as纯e-谁pl贱an铸e搭eq抱ua舌ti晃on相平蹲面方焰程is境oc既li昌nen.等倾旬线po派rt爸ra蚁itn.肖像科，描淘写，卖型式P2百U4卷B割N损on井li谜ne看ar废C首on浩tr胜ol恋S六ys胖te站m第二信部分享第四凭单元绘课文B非线奋性控盘制系瓜统nu越me劣ri沟ca赔lad融j.数值塘（字荷）的pr液ed婚ic税ti鸣onn.预测co合nt科ra悬di刃ct差io运nn.矛盾Fo畏ur离ie艰r惯se给ri拿es傅里灭叶级搅数vi卵apr握ep秧.经由at蜜te斑nu期at跌ev.减弱ju倚st迹if何yv.证明im榴pl竿yv.包含4.难句狭翻译[1饱]汇In嗓st凶ea性d,鹅a隙n狼um谣be卷r拉of俱t翻ec窜hn吹iq爬ue否s白ex捧is焦t,更e舱ac祸h丙of锅l竖im顿it肯ed街p判ur助po韵se唉a博nd低l那im孤it葬ed尼a猜pp丙li蜡ca璃bi免li污ty销.有几耀种技帆术存渡在，苹但有廊各自掘限定论的目览的和造限定火的适蒸用范蜡围。[2坛]针…,符o倦r形du味e稠to耗o榜ve连rl政ap擦o菌f阻th显e血la洪nd慌s照on姜a只h伪yd射ra劝ul爹ic覆c筝on鄙tr谋ol穷v怜al探ve钥s暑po区ol赵o饿ve建r世th扛e辆po出rt唯s达to益t劫he益c透yl卖in条de料r.……，或蚂由于择液压辩控制喜阀柱怒上的墓挡圈吸与通诉向液坑压缸除的出教口的模重叠亦。P2嘴U4它B恨N画on碎li唤ne爪ar白C论on编tr恳ol娇S新ys炊te严m第二伴部分症第四充单元锁课文B非线揭性控霉制系胀统[3眼]艘…,苦a穿n辽in弟it海ia芒l仆co秤nd狮it齐io济n防or惧i缎np帽ut精o劫ut伪si膝de纹t匹he炊l膜im安it勤c接yc烈le多l伶ea引ds快t着o栽an迅u侦ns削ta赌bl孟e母tr童an妻si健en悉t布gr史ow腐th受w职hi盐le刊t饶ra树ns勺ie店nt旗s舞fo租ll弊ow限in颜g洞a碍su贤ff荣ic催ie最nt胳ly怠s虹ma枝ll存d蛛is分tu死rb膝an油ce桑d塘ec训ay蝇t附o誉ze恩ro防.……，当狂暂态无响应化跟随说一个紧足够插小的醉扰动怨向零峰衰减配的时裳候，漠一个禽在极喂限环板外的具初始夫条件布或输笋入会际导致康一种坦不稳苏定的沉暂态峡增长尸。5.参考辉译文B非线笛性控碗制系见统简介在实奏际中米，因毛为围托绕工箩作点幕有很倘大的顶变化醉，多法数系灿统是诊非线闭性的野。线券性化掌是在剃假设怖这些服变化侮足够己小的禁基础匹上进割行的认，但聪是这象样不词能够敞令人弄满意茧。例挤如，熔对于肌那些橡包含减继电黎器的纲系统暂，一敏些很驼小的肉变化蓝都会右使继趣电器稿动作痰。所促以量毒的大迁小、廉开启知和关键闭常终常要编求考捏虑非乔线性阶的影正响。P2锅U4叼B题N呈on腹li愧ne棚ar选C旨on钟tr丛ol押S准ys卧te到m第二协部分波第四渔单元能课文B非线铅性控堂制系模统在微炒分方投程够中，哥如果A，B，C中一垄个或愚几个文是因聋变量x或x导数篮的函四数，旷那么啊它是归非线滔性的召。如腾果A，B，C还是粥自变菜量t的函胶数，幻玉它是铃一个丧时变短非线雕性问产题，术在这房诚里不裕讨论宵。叠加进定理嫌不能咳用于瞒非线车形系两统，逢它将微产生害严重威的后惹果，言实际朋上，冰到目饭前所顺讨论灰的分洗析和兆设计斑方法标包括丛传递雅函数也和拉盟氏变贯换不驱再有粱效。疾更糟随糕的忽是，表没有妈与其克相当南的方坐法去废替代达它们贡。然弄而，秀也存为在几惠种方奥法，冠每种骂方法时都存共在各份自限陪定的叨用途私和限索定的茶适用伤范围孕。我母们将鸦介绍叮著名顿的相箩平面够法和帐描述溪函数可法。非线哥性行阴为和汇常见锈非线纹性环洞节如果尘在实歼验和寨系统踪蝶仿真优时遇胀到非蝇线性哭动作检，如评果只熟允许底认识煌，至站少意族识到狸非线迹性动惹作的登主要肆特征极是很逝重要咬的：1、响充应的违性质兰依赖蔽于输孙入和董初始削条件祥。例舰如如常果阶揪跃输塑入大滥小加绕倍，桃一个层非线显性系惊统可苦以由若稳定斩变化韵到不根稳定缘瑞变化毯或反嗓之亦约然。P2穿U4齐B扶N老on义li傲ne芹ar秀C搁on裹tr比ol叼S荡ys陆te动m第二宏部分厚第四乔单元涉课文B非线瘦性控攻制系巴统2、不偶稳定贡性常炎常表砖现为胃极限杨环形斜式。艺极限炒环以乓一定拒的幅轮值和翻频率提振荡拿，即恶使系禾统输开入为0，在但反馈队环路斥中其景幅值昨和频铃率也萍能保涌持。已在线批性系贩统中阶一个购不稳混定的柔瞬态侄响应港理论献上会抛增长歪为无快穷大毙，但毅是非上线性泼作用避将限邪制这两种增绩长。3、对抄应于往正弦婆输入持的稳围态响士应包浑含输底入频杀率谐规波。4、在困图2-须4B勉-1所示肤的频典率响疤应图传中解羊释了抹跳跃轨现象葬。如吐果输沙入频播率从您高值齿减小精，响呢应的程幅值温将从计垂直拨正切兔点C突然它到D点的帮值。图2-餐4B奖-1跳跃欣现象P2笔U4渴B擦N故on甩li鬼ne恶ar顿C麻on项tr穴ol撕S湿ys氏te拴m第二咸部分谎第四谋单元潜课文B非线吃性控俭制系何统图2-足4B怎-2给出级了常廉见的医非线器性环容节，x作为烤输入评，y作为夏输出久。图2-盗4B米-2非线献性的而一般愤类型a)非线偿性增生益b)饱和c)死区d)齿隙给游移e)磁滞疾现象f陕)库伦猾摩擦g)特征悄曲线h)理想挽继电编器i)带死飞区的浸继电询器j)带磁待滞现积象的委继电艘器k)带死吊区和慈磁滞稿现象爷的继枝电器P2汁U4司B鹿N盼on盒li伴ne角ar弹C惨on纯tr禁ol把S肉ys脸te显m第二漆部分泥第四姑单元励课文B非线哗性控申制系类统非线祝性增洽益：忠非常难普通纲（例驾如，抢阀门来流量滴对压世力下争降或般阀门坝开度翼或者惊是力这对橡谎胶弹渣簧的任形变鄙）。饱和楚：如掘果输岛入超究过一瓣个定趋值，愈输出笑将变语为一砍个极耀限常且值，分放大营器饱淘和，竹阀门悔流量蒙不能月上升番超过涨泵的陆容量蛾。死区给：不锐灵敏修区，影例如肺在仪踪蝶器和惩继电烘器中年或由愤于液夜压控证制阀己柱上门的挡时圈与怨液压春缸出乎口的烧重叠扁。齿隙汽游移其：机恋械连之接产阴生。滞回腿：电祖磁电刮路或兆磁性蛇材料扶。库仑艰摩擦尚或干罗摩擦煌：摩备擦力团只取赖决于贤速度隐方向衰。非线护性特通性曲洪线：泄电动却机的耐转矩寻速度巾曲线岔或阀坦门的击流量志压力攀曲线童。有各喊种不狠足的惹继电蓬器（墙中继腹器）钻：非粗线性鼠环节艘中非饭常重阴要的意一类忌。P2符U4认B员N馅on所li疏ne坦ar勾C虚on凑tr败ol盯S满ys施te西m第二埋部分曾第四峰单元比课文B非线侄性控雹制系岂统相平携面法相平鱼面法肚是一斯种为躬了求岂解对克于初魂始条伙件或日简单饥输入亭一阶风或二睬阶系惊统的啦暂态神响应冈的方乡丰法。裂尽管消有这反些限涂制，搞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