自动控制原理系统开环频率特性

自动控制原理系统开环频率特性5.3系统开环频率特性的绘制

1系统开环幅相频率特性2系统开环对数频率特性

第2页,共24页，2024年2月25日，星期天1系统的开环幅相频率特性

0型系统

I型系统Ⅱ型系统

第3页,共24页，2024年2月25日，星期天0型系统的开环幅相频率特性0型系统开环传递函数频率特性

特点

(1)时，,

故幅相频率特性由实轴上的点开始。(2)时,，故幅相频率特性终于坐标原点。(3)区段，幅相频率特性的形状与环节及参数有关。第4页,共24页，2024年2月25日，星期天0型系统的开环幅相频率特性

例如开环系统传递函数的形式为幅相频率特性的形状如图所示图5.220型系统幅相频率特性之一第5页,共24页，2024年2月25日，星期天0型系统的开环幅相频率特性

例如开环系统传递函数的形式为幅相频率特性的形状如图所示图5.230型系统幅相频率特性之二第6页,共24页，2024年2月25日，星期天0型系统的开环幅相频率特性

例如开环系统传递函数的形式为幅相频率特性的形状如图所示图5.230型系统幅相频率特性之二第7页,共24页，2024年2月25日，星期天I型系统的开环幅相频率特性I型系统开环传递函数频率特性

特点

(1)时，,

故幅相频率特性由无穷远沿负虚轴方向开始。(2)时,，故幅相频率特性沿终于坐标原点。(3)，幅相频率特性按幅值无穷大为半径变化了，如图中虚线所示。第8页,共24页，2024年2月25日，星期天I型系统的开环幅相频率特性I型系统幅相频率特性的形状如图所示

图5.24I型和Ⅱ型系统的幅相频率特性第9页,共24页，2024年2月25日，星期天I型系统的开环幅相频率特性

例5.3开环系统传递函数的形式为当时，,

时趋于无穷远的渐近线平行于虚轴。这一渐近线的横坐标按下试确定：

当时,，图5.25开环幅相特性

第10页,共24页，2024年2月25日，星期天Ⅱ型系统的开环幅相频率特性Ⅱ型系统开环传递函数

特点

(1)时，,

故幅相频率特性由无穷远沿方向开始。(2)时,，故幅相频率特性沿终于坐标原点。(3)，幅相频率特性按幅值无穷大为半径变化了，如图中虚线所示。第11页,共24页，2024年2月25日，星期天Ⅱ

型系统的开环幅相频率特性Ⅱ型系统幅相频率特性的形状如图所示

图5.24I型和Ⅱ型系统的幅相频率特性第12页,共24页，2024年2月25日，星期天1系统的开环幅相频率特性

总结①幅相频率特性的低频段

第13页,共24页，2024年2月25日，星期天1系统的开环幅相频率特性

总结②幅相频率特性的高频部分

第14页,共24页，2024年2月25日，星期天1系统的开环幅相频率特性

总结③幅相频率特性与负实轴和虚轴的交点频率特性与负实轴的交点:

频率特性与虚轴的交点

④

区段，幅相频率特性的形状与分子分母环节及参数有关。第15页,共24页，2024年2月25日，星期天2系统的开环对数频率特性对数幅频特性对数相频特性系统类型与开环对数频率特性第16页,共24页，2024年2月25日，星期天系统的开环对数幅频特性

例5.3的开环系统传递函数为

对数幅频特性

先绘出式中各环节的对数幅频特性分量，然后将各环节特性分量的纵坐标相加，就可以得到系统开环对数幅频特性。

第17页,共24页，2024年2月25日，星期天系统的开环对数幅频特性

图5.27例5.3的开环对数频率特性第18页,共24页，2024年2月25日，星期天系统的开环对数幅频特性绘制步骤

（1）确定交接频率，标在角频率轴上。（2）在处，量出幅值，如图5.27中A点。（3）通过A点作一条–20NdB/十倍频的直线，直到第一个交接频率（图5.27中B点）。如果，则低频渐近线的延长线经过A点。（4）以后每遇到一个交接频率，就改变一次渐近线斜率。

第19页,共24页，2024年2月25日，星期天系统的开环对数相频特性

例5.3的开环系统传递函数为

对数相频特性

先绘出各分量的相频特性，然后将各分量的纵坐标相加，就可以得到系统的开环对数相频特性。在实际工作中也常常用解析法进行计算。特点在低频区，对数相频特性起于。在高频段，相频特性趋于。第20页,共24页，2024年2月25日，星期天系统类型与开环对数频率特性0型系统

I型系统Ⅱ型系统第21页,共24页，2024年2月25日，星期天系统类型与开环对数频率特性0型系统

开环频率特性有如下形式其对数幅频特性的低频部分如图所示。特点①低频段斜率为0dB/十倍频；②低频段的幅值为，稳态位置误差系数。

图5.280型系统对数频率特性低频段示意图

第22页,共24页，2024年2月25日，星期天系统类型与开环对数频率特性I型系统

开环频率特性有如下形式其对数幅频特性的低频部分如图所示。图5.29I型系统对数频率特性低频段示意图第23页,共24页，2024年2月25日，星期天系统类型与开环对数频率特性I型系统特点①低频段斜率为