第6章频 率 特 性

第6章频率特性 时间 3次课 6学时 第6章频率特性 前面我们介绍了用微分方程和传递函数描述系统的数学模型 运用拉氏变换的方法可以求得系统的输出响应 但是对于复杂的系统 求解的计算工作量大 而且当所求得的解不能满足技术要求时 不容易看出和决定应该如何调整系统来获得期望结果 经过工程实践的探索 人们找到了既不必求解微分方程就可预示出系统性能又能方便地指出应该如何调整系统来达到性能指标的要求的方法 这就是经典控制理论中广为运用的频率响应法和根轨迹法 本书只介绍频率响应法 本章将首先阐明频率特性的基本概念及其与传递函数的关系 接着 分析频率特性的图形表示 深入了解和切实掌握Bode图 是本章的重点 最后讨论频域指标等其他有关问题 第6章频率特性 6 1频率特性的基本概念6 2频率特性的图示方法6 3最小相位系统和非最小相位系统6 4系统的闭环频率特性 6 1频率特性的基本概念 6 1 1频率响应与频率特性6 1 2频率特性与传递函数的关系6 1 3频率特性的求法 6 1频率特性的基本概念 6 1 1频率响应与频率特性 6 1 1频率响应与频率特性 6 1 1频率响应与频率特性 6 1 1频率响应与频率特性 6 1 2频率特性与传递函数的关系 6 1 2频率特性与传递函数的关系 6 1 2频率特性与传递函数的关系 6 1 2频率特性与传递函数的关系 6 1 2频率特性与传递函数的关系 6 1 2频率特性与传递函数的关系 6 1 3频率特性的求法 6 1 3频率特性的求法 6 1 3频率特性的求法 6 2频率特性的图示方法 6 2 1频率特性的极坐标图6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2频率特性的图示方法 由于频率特性G jw 以及幅频特性和相频特性都是频率的函数 因而可以用曲线表示它们随频率变化的关系 常用的频率特性的图示方法有极坐标图和对数坐标图 6 2 1频率特性的极坐标图 6 2 1频率特性的极坐标图 图6 3频率特性的极坐标图 6 2 1频率特性的极坐标图 6 2 1频率特性的极坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 6比例环节的Bode图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 7积分环节的Bode图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 8微分环节的Bode图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 9惯性环节的Bode图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 12振荡环节Bode图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 13振荡环节误差修正曲线 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 16例6 3所示系统的Bode图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 2 2频率特性的对数坐标图 图6 18例6 5系统的开环对数频率特性 6 2 2频率特性的对数坐标图 6 3最小相位系统和非最小相位系统 6 3 1最小相位传递函数与最小相位系统6 3 2产生非最小相位的环节 6 3最小相位系统和非最小相位系统 有时会遇到这样的情况 两个系统的幅频特性完全相同 而相频特性却相异 为了说明幅频特性和相频特性的关系 本节将阐明最小相位系统和非最小相位系统的概念 6 3 1最小相位传递函数与最小相位系统 6 3 1最小相位传递函数与最小相位系统 6 3 1最小相位传递函数与最小相位系统 图6 19最小相位系统和非最小相位系统零极点分布 6 3 1最小相位传递函数与最小相位系统 6 3 1最小相位传递函数与最小相位系统 6 3 2产生非最小相位的环节 6 4系统的闭环频率特性 6 4 1闭环频率特性6 4 2频率特性的特征量 6 4系统的闭环频率特性 本节主要阐明如何由系统的开环频率特性求得系统的闭环频率特性 并简单介绍闭环频率特性曲线上的几个特征量 即频域性能指标 6 4 1闭环频率特性 6 4 1闭环频率特性 6 4 1闭环频率特性 6 4 1闭环频率特性 6 4 1闭环频率特性 6 4 1闭环频率特性 图6 22例6 7幅频图 6 4 1闭环频率特性 图6 23