典型环节的频率特性

典型环节的频率特性Tag内容描述：<p>1、实验三 典型环节频率特性的测试一、实验目的1. 掌握典型环节频率特性曲线的测试方法。2. 根据实验求得的频率特性曲线求取传递函数。二、实验设备：TKKL-1实验箱一台，超低频示波器一台。三、实验内容 1. 惯性环节的频率特性测试。 2. 由实验测得的频率特性曲线求传递函数。四、实验原理1. 系统的频率特性一个稳定的线性系统，在正弦信号作用下，它的稳态输出是与输入信号同频率的正弦信号，振幅与相位一般与输入信号不同。测取不同频率下系统的输出、输入信号的幅值比和相位差，即可求得这个系统的幅频特性和相频特性。设输入信号，则输出。</p><p>2、5-2 典型环节频率特性的绘制,一、典型环节的幅相特性曲线（极坐标图） 以角频率为参变量，根据系统的幅频特性 和相频特性 在复平面 上绘制出的频率特性叫做幅相特性曲线或频率特性的极坐标图。它是当角频率从0到无穷变化时，矢量 的矢端在 平面上描绘出的曲线。,自动控制系统通常由若干环节构成，根据它们的基本特性，可划分成几种典型环节。本节介绍典型环节频率特性的绘制方法，主要介绍应用较为广泛的极坐标图和伯德图。,（一） 放大环节（比例环节）,放大环节的传递函数为 其对应的频率特性是,其幅频特性和相频特性分别为,（二） 积分。</p><p>3、第三节 典型环节频率特性的绘制,第五章 线性系统的频域分析法,教 学 重 点,典型环节极坐标图和对数坐标图的绘制方法。,教 学 难 点,5-3 典型环节频率特性的绘制,对数坐标图渐进曲线代替精确曲线的理解。,一 典型环节极坐标(Nyquist)图的绘制,0,Im,Re,K,放大环节的极坐标图是复平面实轴上的一个点，它到原点的距离为K。,1.放大环节,传递函数：,频率特性：,微分环节的极坐标图是一条与虚轴正段相重合的直线。,2.微分环节,0,Im,Re,传递函数：,频率特性：,由于() = - 90是常数。A()随增大而减小。因此，积分环节是极坐标图一条与虚轴负段相重。</p><p>4、Saturday, June 08, 2019,1,第四节 典型环节的频率特性 之二 奈奎斯特图,Saturday, June 08, 2019,2,K, 比例环节：,比例环节的极坐标图为实轴上的K点。,一、典型环节的极坐标图,Saturday, June 08, 2019,3,积分环节的奈氏图,频率特性：, 积分环节的频率特性：,积分环节的极坐标图为负虚轴。频率w从0+特性曲线由虚轴的趋向原点。,若考虑负频率部分，当频率w从 0，特性曲线由虚轴的原点趋向+ 。,Saturday, June 08, 2019,4,惯性环节的奈氏图, 惯性环节的频率特性：,Saturday, June 08, 2019,5,极坐标图是一个圆，对称于实轴。证明如下：,整。</p><p>5、Saturday, July 6, 2019,1,第二节 典型环节与开环频率特性,Saturday, July 6, 2019,2,实频特性 ： ；虚频特性： ；,K, 比例环节： ;,幅频特性： ；相频特性：,比例环节的极坐标图为实轴上的K点。,一、奈奎斯特图,Saturday, July 6, 2019,3,积分环节的奈氏图,频率特性：,Re, 积分环节的频率特性：,积分环节的极坐标图为负虚轴。频率w从0特性曲线由虚轴的趋向原点。,Saturday, July 6, 2019,4,惯性环节的奈氏图, 惯性环节的频率特性：,Saturday, July 6, 2019,5,惯性环节的奈氏图,极坐标图是一个圆，对称于实轴。证明如下：,整理得：,下半个。</p><p>6、1,第5章 频域分析法,5.1 频率特性及其表示法 5.2 典型环节的频率特性 5.3 系统开环频率特性的绘制 5.4 用频率特性分析控制系统的稳定性 5.5 系统瞬态特性和开环频率特性的关系 5.6 闭环系统频率特性 5.7 系统瞬态特性和闭环频率特性的关系,2,5.2 典型环节的频率特性,1 比例环节的频率特性 2 惯性环节的频率特性 3 积分环节的频率特性 4 微分环节的频率特性 5 振荡环节的频率特性 6 时滞环节 7 最小相位与非最小相位环节,3,1 比例环节的频率特性,(1) 传递函数 (2) 幅相频率特性 频率特性 幅频特性： 相频特性：,4,1 比例环节的频率特性,幅。</p><p>7、5-2目录,1、典型环节 2、典型环节的频率特性 3、开环幅相曲线 4、开环对数频率特性曲线 5、延迟环节和延迟系统 6、传递函数的频域实验确定（实验课讲）,典型环节,G(s)=k,比例环节,G(s)=s,微分环节,积分环节,一阶微分,二阶微分,惯性环节,振荡环节,G(s)=Ts+1,欠阻尼二阶系统,一阶系统,G(s)=k,比例环节,G(s)=s,微分环节,积分环节,一阶微分,二阶微分,惯性环节。</p><p>8、第三节 典型环节频率特性的绘制,第五章 线性系统的频域分析法,教 学 重 点,典型环节极坐标图和对数坐标图的绘制方法。,教 学 难 点,5-3 典型环节频率特性的绘制,对数坐标图渐进曲线代替精确曲线的理解。,一 典型环节极坐标(Nyquist)图的绘制,0,Im,Re,K,放大环节的极坐标图是复平面实轴上的一个点，它到原点的距离为K。,1.放大环节,传递函数：,频率特性：,微分环节。</p><p>9、第二节 典型环节与开环系统的频率特性,第五章 线性系统的频域分析法,教 学 重 点,典型环节极坐标图和对数坐标图的绘制方法。,教 学 难 点,5-2-1 典型环节频率特性的绘制,对数坐标图渐进曲线代替精确曲线的理解。,1. 比例环节,(1) 幅相曲线:,幅频特性 A（）= K (与大小无关),(2) 对数频率特性曲线(Bode图):,对数幅频特性,对数相频特性 （） = 0,故：比例环。</p>