第六章02 频率特性的对数坐标图ppt课件.ppt

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1、-45-9012510205010009045()(°)均匀刻度12510205010002040L()(db)均匀刻度L()=20lgM()对数刻度线性标注-20db/decdec---十倍频程伯德图图示法：对数幅相图图示法：作法：可先作伯德图得L、，再作对数幅相图L()()2010-90-180互为倒数的对数频率特性图的性质：图形关于实轴对称，因为互为倒数的对数频率特性的L、是大小相等，符号相反。证明：典型环节频率特性的伯德图1.比例环节：1251020501001251020501000010209045-

2、45-90L()(db)()(°)K>1K=1积分环节微分环节2.积分环节和微分环节s：.1.2.5125100010209045-45-90L()(db)()积分微分.1.2.512510微分积分-20db/dec20db/dec3.惯性环节和比例微分环节(Ts+1)：1）惯性环节分析：.1.2.512510-45-20-1000-90L()(db)()1/T转角频率.1.2.512510T-20db/decL=-1L=-3渐近线与原曲线的误差2）比例微分环节与互为倒数，根据互为倒数的频率特性图的性质.1.2.512510.

3、1.2.5125104501020900L()(db)()T20db/dec4.二阶环节1）当时成为二阶惯性环节和二阶微分环节2）当时为二阶振荡环节(n)/[sns(n)]（现主要讨论二阶振荡环节，其倒数环节不常用）0-2002018090-90-180L()(db)().1.2.512510-90-40-2000-180L()(db)()转角频率.1.2.512510-40db/dec=0.05=0.05=1.=1.分析：in低频渐近线L；iin高频渐近线iii对L

4、曲线影响很大，主要集中在处。n为转角频率。iv谐振频率与谐振幅值v渐近线与精确曲线之间的误差见下图5-1。0.10.20.61.026100-6-810200.50.81.0图5-1二阶振荡环节幅频特性误差曲线5.延迟环节-4500-90L()(db)().1.2.512510开环系统频率特性对数坐标图—伯德（Bode）图绘制Bode图的步骤：1.将整理成典型环节乘积形式；2.找出各环节的转角频率，并从大到小排列；3.画L渐近线，从左至右，每遇一个转角频率便改变斜率，如遇一阶惯性则dBdec，遇，为4dBdec。4.画精确曲线：

5、即在转角频率处对渐近线修正对一阶环节：在转角频率处-3db，在左右一倍频处-1db。对二阶环节按图5-1修正5.计算相频特性值：取若干点，，，N。计算各i值i：分子因式相角和;:分母因式相角和6.连接各i，描成曲线。2）转角频率3）画渐近线从环节至环节4）修正曲线在转角频率处-3db5）计算画，如1=-210例6-3：求Bode图。解：1）.1.2.512510-180-20020-90-270L()(db)().1.2.512510-40db/de

6、c40-20db/dec-60db/dec-40db/dec四.最小相位系统和非最小相位系统定义：最小相位系统——开环传函零极点不在右半平面。非最小相位系统——有开环传函零极点在右半平面。之所以称最小相位系统，顾名思义相位变化最小。例：两者幅频特性相同，但相频特性不同。-9000-180L()(db)()L1=L21()2()对于最小相位系统的判别看开环零极点；看时相角极限若则为最小相位系统，否若则为非最小相位系统。上例：含延迟环节的系统是典型非最小相位系统。非最小相位系统含有较大相位滞后，很难控制。所以非最小相位系统是我们所不期望的。但是计

7、算机控制系统常常是非最小相位系统，使我们不得不面对它。控制系统的伯德图分析–.控制系统相对稳定性及其判别劳斯判别，奈氏判据只能判别系统的绝对稳定性，实际中需要知道稳定的深度—相对稳定性。一般要求系统不但绝对稳定而且有一定的稳定裕量。稳定裕量常用表达用奈氏图和伯德图均可看出两种裕量，Bode图更直观。增益稳定裕量相位稳定裕量相位裕量PhaseMargin(PM)c—剪切频率，截止频率，增益穿越频率。奈氏图中与单位圆G的交点伯德图中与L的交点增益裕量—GainMargin(GM)奈氏图cPMPM>0jImReKg>11奈氏图c