第四章(频响)2010版.ppt

1、第四章控制系统的频率特性，引言控制理论基本任务是分析控制系统的稳定性，在此基础上分析系统的柔软性、准确性和速度。上一章的时域瞬态响应法是分析控制系统的直接方法，比较直观。但是如果不使用电脑，分析高级系统是很麻烦的。牙齿章节中介绍的频域方法是工程中广泛使用的分析和集成系统的间接方法之一。系统的频率特性和系统的时域响应之间存在对应关系，通过系统的频率特性，可以分析系统的稳定性、瞬态性能和稳态性能。频域方法的重要特征：利用系统的开环频率特性分析和研究闭环控制系统的各种特性。第四章控制系统的频率特性，1，频率响应定义，4-1频率特性的基本概念，线性系统，4-1频率特性的基本概念，1，频率响应和频率特性

2、的定义，频率响应，系统对正弦输入信号的稳态响应。在牙齿的情况下，系统的输入信号是正弦信号，系统的内部信号和系统的输出信号也是稳定的正弦信号，这些信号的频率相同，但大小和相位角度不同。频率特性，即系统在正弦输入中输出量的正常状态量和输入量的复数比。1、频率响应和频率特性定义、频率特性G(j)、1、频率响应和频率特性定义、1、2、频率响应4点说明、2、频率响应特性是函数传递的变体频率响应特性表达式中包含系统或元这是正常状态响应，但包含系统的动态响应规律。1，频率响应概念仅适用于线性常数系统。此外，频率特性与线性常数系统的传输函数有关，系统的传输函数确定后频率特性是恒定的。也就是说，仅取决于系统的传

3、输函数。4-1频率特性的基本概念，4，频率特性的表示方法，3，由于频率特性在徐璐不同的频率上表示为正弦稳态响应，因此可以通过实验获得频率特性。在更复杂或更难准确导出微分方程元素或系统的情况下，这尤其重要。2，频率响应4点描述，4-1频率特性的基本概念，(2)系统的传输函数，系统传输函数中的S可以替换为J。系统的频率特性函数。(3)可以通过实验手段获得。(1)如果系统的微分方程(1)已知，则可以使用输入变量代替正弦函数来获得系统输出变量的稳态解决方案。输出变量的稳态解和输入正弦函数复数比是系统的频率特性函数。3，频率响应特性计算方法，4-1频率特性的基本概念，1，惯性链路的频率特性，振幅频率特性

4、：频率特性曲线常用的两种茄子几何表示方法：4-2常规链路的频率特性，振幅相位频率特性曲线(即Nyquist图表)，以及方法1:根据其他值(0变化)分别计算矢量的大小a()和相位角度()，在复平面上绘制，然后按增量方向依次连接连续矢量端点曲线(g)，方法2:给出徐璐其他值(0变化)，与矢量的实数x()和，4-2典型链接的频率特性，在工程实践中，频率特性通常用半对数坐标绘制。牙齿半对数坐标贴图也称为Bode图形。对数频率特性曲线(即Bode图形)，半对数坐标：线性梯度坐标；横坐标是频率的对数梯度。4-2常规链路的频率特性，4-2常规链路的频率特性，使用模式的优点：频带扩展，通过加法和减法进行振幅乘

5、法和除法；可以方便地创建近似幅频特性图。4-2一般链路的频率特性，1，振幅相位频率特性曲线(如Nyquist图表):讨论：=0时，当时，4-2一般链路的频率特性，讨论：0时0时，4-。 4-2一般链路的频率特性，2，对数频率特性曲线(即Bode图表):4-2一般链路4-2一般链路的频率特性，4-2一般链路的频率特性，4-2一般链路的频率特性，6阶4-2一般链路的频率特性，振幅相位频率特性曲线(，最小相位系统定义：S平面右半平面上没有系统开环传递函数极点和零点的情况下，牙齿系统称为最小相位系统。确定4-3控制系统的开环频率特性，1，系统开环振幅相位频率特性，开环振幅频率特性：4-3控制系统的开环

6、频率特性，P119，1，写| G(j)，2，开始和结束点。分别求出0和时间的g (j)。3，找到奈什图与实际轴的交点。交点可以用ImG(j)=0的关系求，也可以用关系G(j)n求。其中N是整数。4，找到naishi图形与假想轴的交点。交点可以用关系ReG(j)=0求，也可以用关系G(j)n/2求。其中N是整数。5，必要时绘制naishi图的几个，6，近似曲线草图，4-3控制系统的开环频率特性，P120，4-3控制系统的开环频率特性，2，系统开环日志频率特性，开环日志频率特性：开环日志相位频率特性：4-；2，根据构成系统的每个典型部分确定拐角频率及其斜率，绘制近似频率折线和相位频率曲线。3，必要

7、时适当修改近似曲线。示例：尝试绘制系统的Bode曲线。，5，在折弯频率点进行适当修改，使其成为实际曲线。6，相位频率特性必须从类型开始，在每个一般链路转折点上更改每个相位变化的一半，在转折点上左右10倍左右，检查是否存在其他转折频率左右10倍的干扰和干扰。如果存在干涉，则必须修改拓扑曲线。7，验证结束阶段的大小和高频梯度的大小是否满足结束条件。1，将开环频率特性整理成标准格式，然后确定比率链接K，类型，和从小到大的切换频率点。分析：绘制开环对数频率特性曲线：和开环振幅相位特性曲线：4-3控制系统的开环频率特性，分析：绘制开环对数频率特性曲线：和，开环振幅相位特性曲线：4-3控制系统的开环频率解

8、决方案：绘制开环大小相位特性曲线：开环任务1，2，p160 415 (1)在4-4日志频率特性曲线中查找系统传递函数，在4-4日志频率特性曲线中查找系统传递函数，结果，在4-4日志频率特性曲线中查找系统传递函数，任务3 对于单位负反馈系统，介绍了“三带”概念，分析了系统的开环频率特性和闭环系统动态性能之间的关系。假设4-5系统开环频率特性和动态性能关系、“3波段”概念、4-5系统开环频率特性和动态性能关系、闭环系统稳定，介绍了以下两种茄子一般情况：“3波段”概念、4-5系统开环频率特性和动态性能关系第一系统(无超调、ts=3/c)、4-5系统开环频率特性和动态性能关系、单位负反馈系统的闭环传输

9、函数、0阻尼(=0)牙齿的第二次以下以二次系统(01)为例，分析了系统的开环频率特性和系统动态性能之间的关系。以开环传输函数、开环传输函数、二次系统(01)为例，分析了系统的开环频率特性和系统动态性能之间的关系。与4-5系统开环频率特性和动态性能关系，0，4-5系统开环频率特性和动态性能关系，4-6控制系统闭环频率闭环系统的稳态精度有关。例如，二次系统的闭环频率：谐振峰值MR3360是闭环系统的振幅和频率特性的最大值。对应于系统阶段响应的超额协调。，1，闭环频率响应指标与时域响应指标之间的关系：4-6控制系统的闭环频率响应，系统带宽b :是减少到闭环振幅频率特性()牙齿0.707M(0)的频率值。带宽意味着如果超过牙齿频率，输出将急剧减少，无法跟上输入，从而形成系统响应的阻塞状态。对于后续系统，系统的带宽表示系统可以运行的最大频率范围，而较大的牙齿带宽将提高系统的动态性能。对于低通滤波器，希望带宽小。每个常规链接的频率响应特性概要，速率(或放大)链接：G1(s