闭环系统的频域性能指标.ppt

2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,1,上节作业,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,2,5-14,(1) Z=0-2(-1)=2 不稳定 (2) z=0 稳定 (3) z=0-2(-1)=2 不稳定,(4) z=0 稳定 (5) Z=0-2(-1)=2 不稳定 (6) z=0-2(1-1)=0 稳定 (7) z=0 稳定,(8) z=0 稳定 (9) Z=1 不稳定 (10) z=2 不稳定,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,3,5-6 闭环系统的频域性能指标,一、三频段理论 二、闭环频域指标 三、频域指标与时域指标的转换,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,4,一、三频段理论（1）,1. L(w)低频段 系统稳态误差ess,2. L(w)中频段 系统动态性能(s, ts),3. L(w)高频段 系统抗高频噪声能力,最小相角系统 L(w) 曲线斜率与j(w)的对应关系,希望 L(w) 以-20dB/dec斜率穿越 0dB线，并保持较宽的频段,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,5,一、三频段理论（2）,中频段,高频段,低频段,对应性能,希望形状,L(w),系统抗高频干扰的能力,开环增益 K,系统型别 v,稳态误差 ess,截止频率 wc,相角裕度 g,动态性能,陡，高,缓，宽,低，陡,频段,三频段理论并没有提供设计系统的具体步骤， 但它给出了调整系统结构改善系统性能的原则和方向,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,6,一、三频段理论（3）,关于三频段理论的说明： 各频段分界线没有明确的划分标准； 与无线电学科中的“低”、“中”、“高”频概 念不同； 不能用是否以-20dB/dec过0dB线作为判定 闭环系统是否稳定的标准； 只适用于单位反馈的最小相角系统。,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,7,二、闭环频域指标（1）,研究闭环频率特性的必要性,闭环频率特性的一些特征量在实际工程中应用 十分广泛；,(2)通过实验方法很容易得到系统的闭环频率特性；,(3)通过闭环频率特性可以估算系统的性能指标。,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,8,二、闭环频域指标（2）,1. 用向量法求闭环频率特性,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,9,二、闭环频域指标（3）,等M圆 等N圆图,等M圆 为常数的轨迹,设,整理得, 等 圆方程,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,10,二、闭环频域指标（4）,等N圆 为常数的轨迹,设,整理得, 等 圆方程,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,11,二、闭环频域指标（5）,例2 一阶系统,闭环频率特性,(1) 零频值,对二阶欠阻尼系统,(3) 带宽频率,下降到0.707 对应的频率值,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,12,三、频域指标与时域指标的转换（1）,(1) 二阶系统,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,13,三、频域指标与时域指标的转换（2）,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,14,例 1 已知系统结构图，求wc，并确定s, ts。,解. 绘制L(w)曲线,查 P162 图5-52,按时域方法：,三、频域指标与时域指标的转换（3）,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,15,(2) 高阶系统,三、频域指标与时域指标的转换（4）,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,16,例2 已知单位反馈系统G(s)，求wc, g；确定s, ts。,解. 绘制L(w)曲线,查 P164 图5-56,三、频域指标与时域指标的转换（5）,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,17,用频域法估算高阶系统动态性能,图5-56,P164,三、频域指标与时域指标的转换（6）,2019/7/24,5-6闭环系统的频域性能指标,18,例3 已知最小相角系统 L(w) 如图所示，试确定 (1) 开环传递函数G(s); (2) 由 g 确定系统的稳定性； (3) 将 L(w) 右移10倍频，讨论对系统的影响。,解.(1),(3) 将 L(w) 右移10倍频后有,(2),L(w) 右移后,wc 增大,不变, s 不变, ts 减小,稳定,三、