開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性課件

自動控制原理本次課程作業(yè)(21)5—9,10,11,12（其中9,12題用坐標(biāo)紙作圖）自動控制原理自動控制原理（第21講）§5.線性系統(tǒng)的頻域分析與校正§5.1頻率特性的基本概念§5.2幅相頻率特性（Nyquist圖）§5.3對數(shù)頻率特性（Bode圖）§5.4頻域穩(wěn)定判據(jù)§5.5穩(wěn)定裕度§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能§5.7閉環(huán)頻率特性曲線的繪制§5.8利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能§5.9頻率法串聯(lián)校正

§5.3對數(shù)頻率特性(Bode)（12）典型環(huán)節(jié)的頻率特性§5.3.2開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性(Bode)（1）§5.3.2開環(huán)系統(tǒng)Bode圖的繪制§5.3.2開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性(Bode)（2）

例1繪制開環(huán)系統(tǒng)Bode圖的步驟⑴化G(s)為尾1標(biāo)準(zhǔn)型⑵順序列出轉(zhuǎn)折頻率⑶確定基準(zhǔn)線⑷疊加作圖0.2慣性環(huán)節(jié)0.5一階復(fù)合微分1振蕩環(huán)節(jié)基準(zhǔn)點斜率一階慣性環(huán)節(jié)-20dB/dec復(fù)合微分+20dB/dec二階振蕩環(huán)節(jié)-40dB/dec復(fù)合微分+40dB/decw=0.2

慣性環(huán)節(jié)-20w=0.5

一階復(fù)合微分+20w=1

振蕩環(huán)節(jié)-40最小轉(zhuǎn)折頻率之左的特性及其延長線§5.3.2開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性(Bode)（4）基點

例2，繪制Bode圖。

解①標(biāo)準(zhǔn)型②轉(zhuǎn)折頻率③

基準(zhǔn)線④作圖斜率

⑤檢查

L(w)最右端斜率=-20(n-m)=0

轉(zhuǎn)折點數(shù)=3

j(w)最終趨于-90o(n-m)=0o

§5.3.2開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性(Bode)（5）例3繪制對數(shù)頻率特性和幅相特性曲線。解①基準(zhǔn)線：點斜率②③④檢查：

L(w)最右端斜率

=20(n-m)=-80dB/decL(w)轉(zhuǎn)折點數(shù)

=3

個

j(w)

-90o(n-m)=-360o§5.3.2開環(huán)系統(tǒng)對數(shù)頻率特性(Bode)（6）例3繪制對數(shù)頻率特性和幅相特性曲線。§5.3.3由對數(shù)頻率特性曲線確定開環(huán)傳遞函數(shù)

（1）例4

已知Bode圖，確定G(s)。解解法Ⅱ解法Ⅰ解法Ⅲ證明：§5.3.3由對數(shù)頻率特性曲線確定開環(huán)傳遞函數(shù)

（2）例5

已知L(w)，寫出G(s)，繪制j(w),G(jw)。解⑴III⑵疊加作圖如右⑶§5.3.4最小相角系統(tǒng)和非最小相角系統(tǒng)（1）例8開環(huán)系統(tǒng)Bode圖如圖所示，求G(s)。解依題有求K:§5.3.4最小相角系統(tǒng)和非最小相角系統(tǒng)（3）非最小相角系統(tǒng)——在右半s平面存在開環(huán)零、極點或帶純延時環(huán)節(jié)的系統(tǒng)★非最小相角系統(tǒng)未必不穩(wěn)定★非最小相角系統(tǒng)未必一定要畫0°根軌跡非最小相角系統(tǒng)由L(w)不能唯一確定G(s)★最小相角系統(tǒng)由L(w)可以唯一確定G(s)★非最小相角系統(tǒng)相角變化的絕對值一般比最小相角系統(tǒng)的大課程小結(jié)繪制開環(huán)系統(tǒng)Bode圖的步驟⑴化G(s)為尾1標(biāo)準(zhǔn)型⑵順序列出轉(zhuǎn)折頻率⑶確定基準(zhǔn)線⑷疊加作圖基準(zhǔn)點斜率一階慣性環(huán)節(jié)-20dB/dec復(fù)合微分+20dB/dec二階振蕩環(huán)節(jié)-40dB/dec復(fù)合微分-40dB/dec第一轉(zhuǎn)折頻率之左的特性及其延長線⑸修正⑹檢查①兩慣性環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)折頻率很接近時②振蕩環(huán)節(jié)x(0.38,0.8)

時①L(w)最右端曲線斜率=-20(n-m)dB/dec②轉(zhuǎn)折點數(shù)=(慣性)+(一階復(fù)合微分