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文档简介

1、1,频率特性概念与典型环节,邹斌 江南大学 控制科学与工程研究中心 能源与环境研究室 地址：江苏无锡蠡湖大道1800号 电子邮件: wuxi_ 电话h)o,2,频率特性的定义,在正弦信号作用下，系统的输出稳态分量与输入量复数之比,稳态输出量与输入量的频率相同，仅振幅和相位不同,3,频率特性的数学表示,幅频特性,相频特性,实频特性,虚频特性,4,频率特性的意义,频率特性是控制系统在频域中的一种数学模型 揭示系统的动态特性和稳态特性 频率特性可以由实验确定,5,频率特性的获取方法,根椐传递函数来求取 通过实验测得,6,根据传递函数求频率特

2、性（1,设,部分分式展开为,7,根据传递函数求频率特性（2,对于稳定的系统, -s1,s2,sn 其有负实部,8,根据传递函数求频率特性（3,频率特性与传递函数的关系: G（j)=G(s)|s=j,9,幅值A()随着频率升高而衰减,对于低频信号,对于高频信号,频率特性反映了系统(电路)的内在性质,与 外界因素无关,10,频率特性图,幅相频率特性 极坐标图 (Nyquist) 对数频率特性 (Bode) 对数幅相频率特性 (Nichols,11,幅相频率特性 极坐标图 (Nyquist,在极坐标复平面上画出值由零变化到无穷大时的G(j )矢量，把矢端连成曲线,12,幅相频率特性画法举例,13,对

3、数频率特性图-Bode图,频率比,dec,oct,幅值相乘变为相加，简化作图,拓宽图形所能表示的频率范围,波德图 (Bode,对数幅频+对数相频,dB,14,只标注的自然对数值,用L()简记对数幅频特性，也称L()为增益。 用()简记对数相频特性,关于 Bode图的几点说明,=0不可能在横坐标上表示出来,横坐标上表示的最低频率由所感兴趣的频率范围确定,15,典型环节的频率特性：比例环节,16,惯性环节,= -tg-10.5,0,1,14.5,0.97,26.6,0.89,45,0.71,63.4-68.2 -76 -84,0.450.370.240.05,17,惯性环节的对数频率特性,18,惯

4、性环节的渐近线误差,转角频率处： 低于渐近线3dB 低于或高于转角频率一倍频程处： 低于渐近线1dB,19,积分环节的幅相频率特性,20,积分环节的对数频率特性,21,纯微分环节的幅相频率特性,22,纯微分环节对数频率特性,23,一阶微分环节幅相频率特性,24,一阶微分环节对数频率特性,高频放大！ 抑制噪声能力的下降,25,一阶微分环节与惯性环节对数频率特性关系,惯性环节,一阶微分,频率特性互为倒数时： 对数幅频特性曲线关于零分贝线对称； 相频特性曲线关于零度线对称,26,振荡环节G(j,01,00.707,27,振荡环节G(j)曲线,Nyquist曲线,28,振荡环节L(,40,29,振荡环节再分析,n,r,0 0.707,40,2,n,n,2,2,n,S,2,S,k,s,G,w,xw,w,30,二阶微分,幅相曲线,对数幅频渐近曲线,

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