频率特性分析

频率特性分析Tag内容描述：<p>1、系统开环频率特性分析 l 系统开环Bode图的绘制 l 系统开环Nyquist 图的绘制 l Nyquist稳定判据 l 对数稳定判据 l 稳定裕量 l 开环频率特性分析 系统开环Bode图的绘制 l概述 大多数情况下，开环系统的传递函数表示成若干典型 环节的串联形式； l概述 幅频特性 组成系统的各典型环节的对数幅频特性之代数和 相频特性 组成系统的各典型环节的相频特性之代数和。 系统开环Bode图的绘制 l绘制过程举例 例1：已知系统的开环传递函数为： 解：系统可等效为 试绘制系统的开环对数频率特性曲线（Bode图）。 系统开环Bode图的绘制 l绘制过程举例 系。</p><p>2、贾光政教授,机械控制工程,第四章系统的频率特性分析,大庆石油学院机械科学与工程学院,2011年5月,熟悉频率特性的特征量（频域性能指标）。,了解最小相位系统与非最小相位系统；了解闭环频率特性与开环频率特性的关系。,掌握频率特性的基本概念及其与传递函数的关系；掌握频率特性的求法；掌握Nyquist图与Bode图的组成原理，一般系统的Nyquist图与Bode图基本绘制方法。,内容提要,4.1频率特性。</p><p>3、1,第四章 系统的频率特性分析, 频率特性概述 频率特性的图示方法 频率特性的特征量 最小相位系统与非最小相位系统 通过谐波，识别系统的传递函数 利用MATLAB分析频率特性,2,频率特性分析是经典控制理论中研究与分析系统特性的主要方法。,4.1 频率特性概述,因此，从某种意义上讲，频率特性法与时域分析法有着本质的不同。 频率特性虽然是系统对正弦信号的稳态响应，但它不仅能反映系统的稳态性能，而且可以用来研究系统的稳定性和动态性能。,3,4.1 频率特性概述,(部分分式处理),线性定常系统对谐波输入的稳态响应称为频率响应。,一、频率响。</p><p>4、4.1频率特性概述频率响应线性定常系统对谐波输入的稳态响应幅频特性（文字定义，公式定义，作用）文字定义：线性系统在谐波输入下，其稳态输出与输入的幅值比是输入信号的频率的函数公式定义：作用：描述了在稳态情况下，当系统输入是不同频率的谐波信号时，其复制的衰减或增大特性。相频特性（文字定义，作用，正负）文字定义：稳态输出信号与输入信号的相位差也是的函数作用：描述了在稳态情况下，当系统输入不同频率的谐波信号时，其相位产生超前或滞后的特性。正负：正值：逆时针方向；负值：顺时针方向频率特性幅频特性和相频特性的。</p><p>5、第10章 线性系统频率特性测量和网络分析,10.1 线性系统频率特性测量 10.2 网络分析仪,10.1 线性系统频率特性测量,10.1.1 幅频特性测量 10.1.2 扫频测量与扫频源 10.1.3 相频特性测量,引 言,什么是线性系统的频率特性？,频域中的两个基本测量问题,信号的频谱分析：可由频谱分析仪完成 线性系统频率特性的测量：可由网络分析仪完成,10.1.1 幅频特性测量,点频测量法线性系统频率特性的经典测量法 每次只能将加到被测线性系统的信号源的频率调节到某一个频点。依次设置调谐到各指定频点上，分别测出各点处的参数，再将各点数据连成完整的曲线。</p><p>6、机械工程控制基础,主讲人:荣军 E-mail:rj1219163.com,、引言,频率特性分析：将传递函数从复数域引到频域来分析系统的特性。,时域分析：重点研究过渡过程，通过阶跃或脉冲输入下系统的瞬态响应来研究系统的性能。,频域分析：通过系统在不同频率w的谐波输入作用下的稳态响应来研究系统的性能。,1、 时域分析的缺陷,高阶系统的分析难以进行；,难以研究系统参数和结构变化对系统性能的影响；,当系统某些元件的传递函数难以列写时，整个系统的分析工作将无法进行。,2、频域分析的目的,频域分析：以输入信号的频率为变量，在频率域，研究系统的。</p><p>7、华南理工大学 自动化科学与工程学院,自动控制原理电子课件 版本 2.0 2011年6月主编修改版,第六章 频率特性分析法 版本2.0 2011年6月主编修改版,华南理工大学 自动化科学与工程学院,制作:罗家祥 审校:胥布工,第六章 频率特性分析,6.1 引言 6.2 频率特性的基本概念 6.3 频率特性图示法 6.4 系统的开环频率特性 6.5 奈奎斯特稳定判据 6.6 稳定裕度 6.7 基于开环对数频率特性的系统性能分析 6.8 闭环频率特性与系统性能指标 6.9 利用MATLAB进行控制系统的频率特性分析 6.10 小结,基本要求,1. 正确理解频率特性的概念。 2. 熟练掌握典型环节的。</p><p>8、1,第 四 章 频率特性分析,本章主要教学内容,4.2 频率特性的图示方法*,4.3 系统开环频率特性*,4.5 最小相位系统,4.1 频率特性概述,4.4 系统闭环频率特性,2,本节教学内容,本节教学要求,4.1 频率特性的基本概念,4.1.1 频率特性的定义,4.1.2 频率特性的求取,4.1.3 频率特性的特点 和作用,1.明确频率特性的各种 定义,3.了解频率特性的工程 意义,2.了解频率特性与传递函 数之间的相互联系,3,4.1 频率特性的基本概念,系统传递函数,谐波输入信号,频率响应 线性定常系统对正弦输入信号的稳态响应。,系统输出,4.1.1 频率特性的定义,4,4.1 频率特性的。</p><p>9、第四章：系统的频域特性分析p.125,1.高阶系统的分析难以进行；难以研究系统参数和结构变化对系统性能的影响； 2.当系统某些元件的传递函数难以列写时，整个系统的分析工作将无法进行。,时域分析的局限性,频率特性分析的重要性,频率特性法，不用解方程，也不用求特征根，而是利用系统的频率响应图以及频率响应与时间响应的某些关系解决系统的设计和分析问题，间接的运用系统开环频率特性分析闭环响应，是一种图解法，形象直观。他是经典控制理论中研究与分析系统特性的主要方法。,补充内容： 非周期函数(信号)的谐波分析,1.周期函数和傅立。</p><p>10、前期回顾：典型环节的频率特性,和时域响应的关系： 低频？中频？高频？静态、动态、抗扰 Nyquist曲线 起始位置：0（低频） 终止位置： +（高频） 惯性环节：半圆 Bode图 近似绘制 转折频率；误差修正 谐振频率 对数幅频特性和相频特性的对应 积分环节：-20db/dec，-90 -20db/dec-90,1起点,起点决定稳态精度,前期回顾：幅相频率特性曲线的起点、终点、与实轴交点、走向,2终点,3与实轴的交点,4走向,依据相角, 系统对数频率特性：各个环节Li()和相角的叠加,前期回顾：开环对数频率特性曲线的绘制,近似绘制 从低频高频，线性叠加 三个要点： 1。</p><p>11、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,2,5.4 用频率特性分析系统稳定性,1 控制系统的稳定判据 2 应用幅相频率特性判断系统稳定性 3 应用对数频率特性判断系统稳定性 4 奈氏稳定判据应用举例 5 频率域中描述系统的稳定裕量,3,1 控制系统的稳定判据,闭环系统稳定条件 特征方程式的根必须都在复数平面的左半平面。 一阶系统 特征方程式: 特征。</p><p>12、第四章频率特性分析基本要求1 掌握频率特性的定义和代数表示法以及与传递函数 单位脉冲响应函数和微分方程之间的相互关系 掌握频率特性和频率响应的求法 2 掌握频率特性的奈氏图和Bode图的组成原理 熟悉典型环节的奈。</p><p>13、第四章第四章第四章第四章频率特性分析频率特性分析频率特性分析频率特性分析 基本要求基本要求 1 掌握频率特性的定义和代数表示法以及与传递函数 单位脉冲响应 函数和微分方程之间的相互关系 掌握频率特性和频率响应的求 法 2 掌握频率特性的奈氏图和Bode图的组成原理 熟悉典型环节的奈氏 图和Bode图的特点及其绘制 掌握一般系统的奈氏图和Bode图的 特点和绘制 3 掌握频域中性能指标的定义和求法。</p><p>14、第四章控制系统频率特性分析,频率响应：指系统对正弦输入信号的稳态响应。即系统在正弦输入下，输出量的稳态量与输入正弦信号的复数比。在这种情况下，系统的输入信号是正弦信号，系统的内部信号以及系统的输出信号也都是稳态的正弦信号，这些信号频率相同，而幅值和相角却不同。,若系统的正弦输入量为：,当系统达到正弦稳态时，,4.1频率特性概述,4.1频率特性概述,已知传递函数为：,例RC滤波网络的频率响应特。</p>