【西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院】自動控制原理課件 控制88-21

自動控制原理西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院

自動控制原理教學(xué)組本次課程作業(yè)(21)5—13,14,15,16聯(lián)系并準(zhǔn)備實驗5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

自動控制原理（第21講）§5.4頻域穩(wěn)定判據(jù)

§5.4頻域穩(wěn)定判據(jù)§5.4頻域穩(wěn)定判據(jù)

系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件

—

全部閉環(huán)極點(diǎn)均具有負(fù)的實部由閉環(huán)特征多項式系數(shù)（不解根）判定系統(tǒng)穩(wěn)定性不能用于研究如何調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)

—

Ruoth判據(jù)

由開環(huán)頻率特性直接判定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

可研究如何調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)改善系統(tǒng)穩(wěn)定性及性能問題頻域穩(wěn)定判據(jù)

—

Nyquist

判據(jù)

對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)

可以研究包含延遲環(huán)節(jié)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題

§5.4.1奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)

(1)§5.4.1奈奎斯特(Nyquist)

穩(wěn)定判據(jù)

解釋說明設(shè)不穩(wěn)定不穩(wěn)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示設(shè)§5.4.1奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)

(2)構(gòu)造輔助函數(shù)F(s)F(s)的特點(diǎn)①F(s)的極點(diǎn)pi:

開環(huán)極點(diǎn)零點(diǎn)li:

閉環(huán)極點(diǎn)個數(shù)相同②§5.4.1奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)

(3)設(shè)F(s)在右半s平面有R:s繞奈氏路徑一周時，F(xiàn)(jw)包圍[F]平面(0,j0)點(diǎn)的圈數(shù)P個極點(diǎn)(開環(huán)極點(diǎn))Z個零點(diǎn)(閉環(huán)極點(diǎn))Z=2P=1s繞奈氏路徑轉(zhuǎn)過一周，N:開環(huán)幅相曲線GH(jw)包圍[G]平面(-1,j0)點(diǎn)的圈數(shù)F(jw)繞[F]平面原點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度jF(w)為§5.4.2奈氏判據(jù)的應(yīng)用

(1)例1

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。解依題有(不穩(wěn)定)(穩(wěn)定)§5.4.2奈氏判據(jù)的應(yīng)用

(2)例2

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。解依題有(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)§5.4.2奈氏判據(jù)的應(yīng)用

(3)例3

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。解依題有(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)§5.4.2奈氏判據(jù)的應(yīng)用

(4)例4

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。解依題有(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)§5.4.3對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)(1)例5

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)§5.4.3對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)(2)例6

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。(不穩(wěn)定)(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)§5.4.3對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)(3)例7

已知單位反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù),分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。(不穩(wěn)定)(穩(wěn)定)(不穩(wěn)定)§5.4.3對數(shù)穩(wěn)定判據(jù)(4)注意問題閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定有誤！2.N的最小單位為二分之一當(dāng)[s]平面虛軸上有開環(huán)極點(diǎn)時，奈氏路徑要從其右邊繞出半徑為無窮小的圓??；[G]平面對應(yīng)要補(bǔ)充大圓弧3.閉環(huán)系統(tǒng)超穩(wěn)定？4.