闭环系统的频域性能指标

2020/5/25,5-6闭环系统的频域性能指标,1,上节作业,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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。,2020/5/25,5-6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。,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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,2020/5/25,5-6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）,2020/5/25,5-6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）,2020/5/25,5-6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）,2020/5/25,5-6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）,2020/5/25,5-6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）,2020/5/25,5-6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、频域指