线性系统的频域分析法课件.ppt

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1、在低频时，即当低频渐近线为一条0分贝的水平线-20lg1=0dB在高频时，即当高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为-40分贝/十倍频程的直线----交接频率。5.二阶振荡环节1二阶因子的对数幅频特性曲线幅频特性与关系2二阶因子的对数相频特性曲线相频特性与关系3二阶因子的频率响应曲线以渐近线表示时引起的对数幅值误差幅值误差与关系4谐振频率谐振频率谐振峰值谐振峰值5二阶因子的对数幅频特性曲线且单调增单调减幅值曲线不可能有峰值出现，即不会有谐振6极坐标图振荡环节频率特性时相角另当的轨迹与虚轴交点处的频率，就是无阻尼自然频率785.2.5最小相位系统与非最小相位系统最小相位传递函数非最小相位传

2、递函数在右半s平面内既无极点也无零点的传递函数在右半s平面内有极点和（或）零点的传递函数最小相位系统非最小相位系统具有最小相位传递函数的系统具有非最小相位传递函数的系统请看例子9最小相位系统和非最小相位系统的零-极点分布图10对数频率特性分别为（a）和（b）系统的对数幅频特性相同，而相频特性不同，且。如下图所示。11的相角特性和系统对数频率特性12在具有相同幅值特性的系统中，最小相位传递函数（系统）的相角范围，在所有这类系统中是最小的。任何非最小相位传递函数的相角范围，都大于最小相位传递函数的相角范围最小相位系统，幅值特性和相角特性之间具有唯一的对应关系。这意味着，如果系统的幅值曲线在

3、从零到无穷大的全部频率范围上给定，则相角曲线被唯一确定这个结论对于非最小相位系统不成立。反之亦然13★★★开环幅相曲线的绘制(1)开环传递函数按典型环节分解其中:K---为系统的开环增益；r---为系统所含积分环节（r>0）或微分环节（r<0）的个数；Gi(S)---为其它典型环节；14起点：(2)确定幅相曲线的起点和终点15终点：其中：m1---分子中最小相位环节阶次和m2---分子中非最小相位环节阶次和n1---分母中最小相位环节阶次和n2---分母中非最小相位环节阶次和16(3)确定幅相曲线与实轴交点：其中：---穿越频率17(4)开环系统存在等幅振荡环节：不含的极点，则当趋于时

4、，趋于无穷，而即在附近，相角突变详见书例5-5及作业18例：已知系统传递函数为试绘制系统的概略幅相曲线解：⑴传递函数按典型环节分解⑵计算起点和终点19典型环节相角变化范围：相角变化范围：+20⑶计算与实轴的交点：得：⑷确定变化趋势：-50-8.6910j根据的表达式，当时，当时穿越频率21例系统开环传递函数试绘制开环对数频率特性。解系统开环频率特性为系统由5个典型环节串联组成：★★★开环对数频率特性曲线的绘制22比例环节积分环节方法一：分别绘制各环节Bode图，再进行合并对数幅频特性渐近线在时穿越0dB线，其斜率为-20dB/dec。23惯性环节转折频率，对数幅频特性渐近线曲线在转折频

5、率前为0dB线，转折频率后为一条斜率为-20dB/dec的直线。对称于点。24惯性环节转折频率，对数幅频特性渐近线类似于，相频特性类似于。25一阶微分环节转折频率，对数幅频特性渐近线在之前为0分贝线，在之后为一条斜率为20dB/dec的直线。相频特性在转折频率处为45°，低频段为0°，高频段为90°，且曲线对称于点。26将以上个环节的对数幅频特性渐近线和相频特性曲线绘制出，在同一频率下相加即得到系统的开环对数幅频特性渐近线及相频特性，如图所示。Bode图方法一的问题：环节多了工作大，且容易出错27Bode图28Bode图29★★★开环系统的伯德图的绘制步骤如下:2、将所含各环节的交接频

6、率由小到大依次标在频率轴上其中可分解为一阶环节和二阶环节的乘积，并获得相应的交接频率和1、按典型环节进行分解---最小交接频率---低频段与哪些环节有关？方法二:303、绘制开环对数幅频曲线的渐近线。低频段的斜率为:在处，每遇到一个转折频率，就改变一次分段直线的斜率--------转折频率，当时，分段直线斜率的变化量为------转折频率，当分段直线斜率的变化量为时，振荡环节与二阶微分环节？314、作出以分段直线表示的渐近线后，如果需要，再按典型环节的误差曲线对相应的分段直线进行修正5、作相频特性曲线。根据表达式，在低频中频和高频区域中各选择若干个频率进行计算，然后连成曲线32已知一反

7、馈控制系统的开环传递函数为试绘制开环系统的伯德图（幅频特性用分段直线表示）例解：开环频率特性为33-20dB/dec-40dB/dec-20dB/dec34