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文档简介

1第5章线性系统的频域分析法

5.5闭环系统的频域性能指标自控原理25.5闭环系统的频域性能指标5.5.1系统的带宽5.5.2闭环频域指标5.5.3二阶系统频域指标5.5.4频域指标和时域指标的转换3闭环系统传递函数闭环系统频率特性（幅频）（相频）45.5.1系统的带宽当闭环频率响应的幅值下降到零频率值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb当如果带宽的幅频曲线如图5带宽的意义1)相当于一个低通滤波器，低频段通过，高频衰减2)在控制系统中，有用信号一般是低频，噪声信号一般是高频，低通特性有利于消除无用的高频信号3）应该选择合适的带宽，让有用信号通过，而过滤高频无用信号（采样定理）4)带宽越高，高频输入信号能通过，说明系统对输入信号有较快的调节时间，系统响应快6一阶系统的带宽系统闭环传函频率特性对数幅频特性所以7当一阶系统的带宽为其时间常数的倒数。当8一阶系统的带宽1）带宽与时间常数成反比2）时间常数越大，带宽越小，系统阶跃响应慢3）时间常数越小，带宽越大，系统阶跃响应快4）单位阶跃响应速度与带宽成正比一阶系统单位阶跃响应一阶系统闭环传函一阶系统的带宽特性9闭环传递函数因为由带宽的定义得二阶系统的带宽幅频特性10所以得令这部分必大于零11二阶系统的带宽特性1)带宽与自然频率ωn成正比2)带宽是阻尼比ξ的减函数，即3)系统的单位阶跃响应速度和带宽成正比对于任意阶次系统，带宽与系统响应速度成正比125.5.2闭环频域指标大多数自控系统，具有图示的低通滤波特性1）零频值和系统增益有关和稳态精度有关132）谐振峰值闭环系统幅频的最大值,和超调量有关3）谐振频率谐振峰值所对应的频率4）带宽频率带宽表示系统响应的快慢与抗干扰能力145.5.3二阶系统频域指标1.二阶系统的开环频域指标开环传函频率特性幅频特性相频特性15指标1：幅值穿越频率（截止频率）指标2：相角稳定裕度16相位裕度与阻尼比的关系系统设计时一般希望Samp5_5_2.m设计时172.二阶系统的闭环频域指标闭环传函闭环频率特性闭环幅频特性18指标1：谐振频率指标2：谐振峰值指标3：频带宽度19【例5.5.1】一单位反馈系统的开环传函为若已知单位速度信号输入下的稳态误差相位裕度试确定时域指标解：系统为I型，由阻尼比与相位裕度的关系曲线得20调节时间215.5.4频域指标和时域指标的转换1)截止频率与带宽的关系与关系密切大的系统也大

和都与系统响应速度成正比开环指标闭环指标22

和都表示系统的稳定程度对于任意阶次的系统在控制系统设计时，一般先给定再

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