胡寿松自动控制原理课程.pptx

会计学频率响应法是二十世纪三十年代发展起来的一种经典工程实用方法,是一种利用频率特性进行控制系统分析的图解方法,可方便地用于控制工程中的系统分析与设计。频率法用于分析和设计系统有如下优点：§5-2频率特性设系统的传递函数为：由于幅相频率特性G(j):G(j)的幅值和相位均随输入正弦信号角频率的变化而变化。
在系统闭环传递函数G(s)中，令s=j，即可得到系统的频率特性。【例】某单位反馈控制系统得开环传递函数为G(s)H(s)=1/(s+1),试求输入信号r(t)=sint时系统的稳态输出
解首先求出系统的闭环传递函数(s)，令s=j得频率特性表示法对数相频特性记为3.对数幅相图(Nichols图)
将Bode图的两张图合二为一。1.典型环节2.典型环节的频率特性积分环节:G(s)=1/s微分环节:G(s)=s惯性环节:G(s)=1/(Ts+1)一阶微分环节:G(s)=Ts+1振荡环节二阶微分环节8.延迟环节9.不稳定环节对数相频特性记为比例环节(K)

2.积分环节(G(s)=1/s)

3.微分环节(G(s)=s)

4.惯性环节(G(s)=1/(Ts+1))

/5.一阶微分环节(G(s)=Ts+1

6.振荡环节/7.二阶微分环节8.滞后环节//3开环幅相曲线绘制系统开环传函由多个典型环节相串联：即开环系统的幅频特性与相频特性为：最小相位系统和非最小相位系统（4）非最小相位一般由两种情况产生:系统内包含有非最小相位元件(如延迟因子);内环不稳定。系统开环幅相曲线的绘制步骤/////////一、系统开环对数频特性系统开环对数幅值等于各环节的对数幅值之和；相位等于各环节的相位之和。
因此，开环对数幅值曲线及相位曲线分别由各串联环节对数幅值曲线和相位曲线叠加而成。
典型环节的对数渐近幅频对数曲线为不同斜率的直线或折线，故叠加后的开环渐近幅频特性曲线仍为不同斜率的线段组成的折线。
因此，需要首先确定低频起始段的斜率和位置，然后确定线段转折频率（交接频率）以及转折后线段斜率的变化，那么，就可绘制出由低频到高频的开环对数渐近幅频特性曲线。控制系统一般由多个环节组成，在绘制系统Bode图时，应先将系统传递函数分解为典型环节乘积的形式，再逐步绘制。绘制步骤概括如下:
(1)将系统开环频率特性改写为各个典型环节的乘积形式,确定各环节的转折频率,并将转折频率由低到高依次标注到半对数坐标纸上；
(2)绘制L()的低频段渐近线；
(3)按转折频率由低频到高频的顺序,在低频渐近线的基础上,每遇到一个转角频率,根据环节的性质改变渐近线斜率,绘制渐近线,直到绘出转折频率最高的环节为止。
(4)如需要精确对数幅频特性，则可在各转折频率处加以修正。
(5)相频特性曲线由各环节的相频特性相加获得。低频起始段的绘制
低频段特性取决于，直线斜率为－20。为获得低频
段，还需要确定该直线上的一点，可以采用以下三种方法：
A:在小于等于第一个转折频率w1内任选一点w0,计算其值。（若采用此法，推荐取w0＝w1）
La(w0)=20lgK－20lgw0
B:取特定频率w0＝1，则
La(w0)=20lgK
C:取La(w0)为特殊值0，则
///由Bode图确定系统的传递函数
由Bode图确定系统传递函数，与绘制系统Bode图相反。即由实验测得的Bode图，经过分析和测算，确定系统所包含的各个典型环节，从而建立起被测系统数学模型。2、传递函数确定（3）系统最低频率段的斜率由开环积分环节个数决定。低频段斜率为-20dB/dec,则系统开环传递有个积分环节，系统为型系统。几种常见系统Bode图的K值例试确定如图所示实验频率响应曲线的系统传递函数。//