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文档简介

1、第五章线性系统的频域分析方法，5.1引言5.2频率特性，5.3典型环节和开环频率特性曲线的绘制，5.4频域稳定判据，5.5稳定裕度，5.6闭环系统的频域性能指标，5.1引言，(1)高阶系统分析困难；(2)当系统的某些部件的传递函数难以列出时，整个系统的分析将是不可能的；(3)缺乏物理意义。用时域方法分析系统性能直观、准确，但求解系统的时域响应往往比较复杂。1.时域分析的缺点频域分析是20世纪30年代发展起来的研究自动控制系统的经典工程实用方法。这是一种利用频率特性进行控制系统分析的图解法，可方便地用于控制工程中的系统分析和设计。2.频域分析的意义在于，频域性能指标和时域性能指标之间存在内在联系

2、。通过这种内在关系，时域性能指标可以从系统的频域性能指标获得，反之亦然。因此，频域分析法与时域分析法和根轨迹法是统一的。(1)不需要求解系统的特征根，可以用简单的图解法来研究系统的稳定性。由于频率响应法主要通过开环频率特性图来分析系统，因此直观且计算量小。(2)系统的频率特性可以通过实验测量。频率特性具有明确的物理意义，可以用实验方法测量，对于难以写微分方程的元件或系统具有重要的实际意义。(3)频域分析方法不仅适用于线性时不变系统的分析，还可以推广到一些非线性控制系统。(4)便于系统分析和校正。根据系统的频率性能，可以间接揭示系统的动态和稳态特性，并且可以简单快速地判断某些环节或参数对系统性能

3、的影响，便于分析和修正。5.2频率特性，1。频率特性的基本概念，其中：假设，1。频率特性的定义可以通过拉普拉斯逆变换得到，即瞬态分量、稳态分量、稳态输出：Uo -稳态输出幅度，j -稳态输出相位，正弦输入和稳态输出之间：频率相同；不同的振幅；不同的阶段。-幅频特性、幅频特性曲线、幅频特性：稳态输出与输入幅度之比。-相频特性、相频特性曲线、相频特性：稳态输出和输入正弦信号之间的相位差。线性时不变系统的频率特性是零初始条件下稳态输出正弦信号与输入正弦信号的复比值。频率特性的定义：频率特性(振幅和相位特性):用复数形式写G(jw):-实频率特性，-虚频率特性，振幅和相位特性之间的关系，实频率特性和虚频率特性：2。频率特性和传递函数之间的关系，一般线性时不变系统：如果：那么当t是稳态时，其中kc和k-c分别是，频率特性和传递函数之间的关系是：由于这种简单的关系，频率响应法和使用传递函数的时域法在数学上是等价的。通常使用这两种方法：1 .已知系统的系统方程，得到输入正弦函数的稳态解，取输出稳态分量与输入正弦的复比值；2.根据传递函数计算；3.通过实验测量。频率特性的计算以及频率特性与其他数学模型之间

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