控制理论及自动控制技术 课件 第四章 频率特性分析

Electromechanicalcontrol频率特性分析机械工程控制基础第四章频率特性分析定义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，通过将传递函数从复域引到具有明确物理概念的频域，实现对系统性能的高效分析。1.2重要性建立系统时间响应与频谱、单位脉冲响应与频率特性的直接关系，沟通时域与频域分析。可将任意信号分解为谐波信号叠加：周期信号分解为频谱离散的谐波，非周期信号分解为频谱连续的谐波，只需研究系统对不同频率谐波的响应，即可分析系统稳定性、快速性和准确性。解决复杂系统建模问题：对无法用分析法求传递函数/微分方程的系统，可通过试验测频率特性反求传递函数；对可分析法建模的系统，也可通过试验验证和修正传递函数。24.频率特性分析3本章主要学习要点：频率特性的基本概念、特点、作用及其与传递函数的关系极坐标图(耐奎斯特图)的概念，典型环节的极坐标图对数坐标图(波德图)的概念及其画法。典型环节的对数坐标图4.频率特性分析1.2频率特性的概念44.频率特性分析2.1频率响应定义:线性定常系统对谐波输入的稳态响应。特性:根据微分方程解理论，若输入为谐波信号;(t)=X;sinwt，系统稳态输出必为同一频率的谐波信号，仅幅值和相位变化，即“。(t)=X。(w)sin[wt+y(w)|。54.频率特性分析64.频率特性分析74.频率特性分析3.频率特性

84.频率特性分析94.频率特性分析二、频率特性与传递函数的关系104.频率特性分析114.频率特性分析124.频率特性分析134.频率特性分析144.频率特性分析154.频率特性分析三、频率特性的求法1617

4.频率特性分析184.频率特性分析四、频率特性的特点和作用频率特性时分析线性定常系统的基本方法之一，是经典控制理论的重要组成部分。特点：194.频率特性分析204.频率特性分析214.频率特性分析4.2频率特性的图示方法224.频率特性分析1.典型环节的极坐标图

熟悉典型环节的频率特性，是了解系统的频率特性和分析系统的动态特性的基础。234.频率特性分析244.频率特性分析254.频率特性分析264.频率特性分析274.频率特性分析284.频率特性分析294.频率特性分析304.频率特性分析314.频率特性分析324.频率特性分析334.频率特性分析2.Nyquist图的一般形状描点法绘制概略曲线，应保持曲线的主要特性，并在要研究的点附近有足够的准确性。344.频率特性分析举例：354.频率特性分析364.频率特性分析374.频率特性分析384.频率特性分析系统极坐标图的一般形状394.频率特性分析40

4.频率特性分析Electromechanicalcontrol谢谢！机械工程控制基础Electromechanicalcontrol频率特性分析机械工程控制基础郑州大学机械与动力工程学院郝旺身频率特性的对数坐标图幅频特性图和相频特性图4.频率特性分析对数坐标图的横坐标表示频率，但按对数分度，单位时弧度/秒和1/秒。十倍频程，”Dec”4.频率特性分析用Bode图表示频率特性的优点：可将串联环节幅值的乘、除，化为幅值的加、减，简化计算和作图过程。可用近似方法作图。可分别作出各个环节的Bode图，用叠加方法得出系统的Bode图，并由此可看出各个环节对系统总特性的影响。能把较宽频率范围的图形紧凑地表示出来。突出低频段的频率特性。4.频率特性分析1.典型环节的Bode图4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析4.频率特性分析2.绘制系统的Bode图的步骤与实例4.频率特性分析4.频率特性分析例44.频率特性分析4.频率特性分析4.4频率特性的特征量频域性能指标4.频率特性分析4.5最小相位系统与非最小相位系统4.频率特性分析4.频率特性分析课后习题4.74