自動(dòng)控制原理96課時(shí)pptppt-96-29

1、 自動(dòng)控制原理西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院自 動(dòng) 控 制 原 理 教 學(xué) 組 自動(dòng)控制原理本次課程作業(yè)(29)5 37,40聯(lián)系實(shí)驗(yàn)四 自動(dòng)控制原理課程的任務(wù)與體系結(jié)構(gòu) 自動(dòng)控制原理（第 29 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(duì)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 線性系統(tǒng)的頻域分析與校正 第五章小結(jié)頻域分析法小結(jié)（1）自動(dòng)控制原理45章測(cè)驗(yàn)題一. 單項(xiàng)選擇題 ( 在每小題的四個(gè)備選答案中，選

2、出一個(gè)正確的答案，將其題號(hào)寫入題干的內(nèi)，每小題1分，共 分 )1. 已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)G(s) = 10(s + 3)( s + a)D若要繪制系統(tǒng)根軌跡，則其等效開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)該是asa(s + 3)as + 3as + 3as2 +3s + 10s2 +2s + 10s2 +3s + 10s2 +3s + 10ABCD頻域分析法小結(jié)（2）2. 給出單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，當(dāng)K=0C變化時(shí)，應(yīng)繪制0根軌跡的是K * (s - 1)K * (1 - s)K * (s - 1)K * (1 - s)(2 +s)(3 + s)(2 - s)(3 + s)(2 +s)(3 - s)(s +

3、2)(3 - s)ABCD3. 閉環(huán)系統(tǒng)幅頻特性如圖所示，B則系統(tǒng)帶寬頻率是Aw2Cw4Bw 3Dw5頻域分析法小結(jié)（3）4. 開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性的中頻段決定DA系統(tǒng)的型別；B系統(tǒng)的抗干擾能力；C系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；D系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。5. 最小相角系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定的充要條件是AA. 奈奎斯特曲線不包圍(-1,j0)點(diǎn)；B. 奈奎斯特曲線包圍(-1,j0)點(diǎn)；C. 奈奎斯特曲線順時(shí)針包圍(-1,j0)點(diǎn)； D奈奎斯特曲線逆時(shí)針包圍(-1,j0)點(diǎn)。頻域分析法小結(jié)（4）6. 開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性沿w軸向左平移時(shí)BA. wc 減小，g 增加；B.wc 減小，g 不變；C.wc 增加，g 不變；D.wc 不變，g

4、也不變。7. 兩典型二階系統(tǒng)的超調(diào)量s相等，則此兩B系統(tǒng)具有相同的A. 自然頻率wn；B. 相角裕度g ;C. 阻尼振蕩頻率wd；D. 開環(huán)增益K。頻域分析法小結(jié)（5）8. 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)G(s) = 16 D其幅值裕度 h 等于s(s + 42)A. 0B. 42dBC. 16 dBD. 9. 已知串聯(lián)校正裝置的傳遞函數(shù)為則它是0.2(s + 5)Cs + 10A相位遲后校正；B遲后超前校正；C相位超前校正；D、都不是。頻域分析法小結(jié)（6）10. 開環(huán)系統(tǒng)Bode圖如圖所示，對(duì)應(yīng)的開環(huán)傳遞A函數(shù)G(s)應(yīng)該是s- 1A. w2s+ 1w1s- 1C.w1s+ 1w2s+ 1w2-

5、B. s1w1s- 1D.w2s- 1w1頻域分析法小結(jié)（7）11. 單位反饋?zhàn)钚∠嘟窍到y(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如圖 C所示，要用串聯(lián)校正方式使校正后系統(tǒng)滿足條件wC*4,g * 50，則應(yīng)采用超前校正； 遲后校正；遲后-超前校正；D 用串聯(lián)校正方式不可能滿足要求。頻域分析法小結(jié)（8）12. 典型二階系統(tǒng)的超調(diào)量越大，反映出系統(tǒng) D頻率特性的諧振峰值越小； 阻尼比越大；閉環(huán)增益越大； 相角裕度越小。頻域分析法小結(jié)（9）二. 多項(xiàng)選擇題(在每小題的五個(gè)備選答案中，選出二至五個(gè)正確的答案，將其號(hào)碼寫入題干的內(nèi)，正確答案沒(méi)有選全、多選或有選錯(cuò)的，該題無(wú)分，每小題2分，共分)1. 系統(tǒng)的頻率特性AE A是

6、頻率的函數(shù)；B與輸入幅值有關(guān)； C與輸出有關(guān)；D與時(shí)間t有關(guān)； E由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)確定。頻域分析法小結(jié)（10）ABCE2. 根據(jù)下列開環(huán)傳遞函數(shù)作K=0變化的根軌跡,應(yīng)畫常規(guī)根軌跡的有K *(s - 1)K * (s + 1)K * (s + 1)A.(s + 2)(s + 3)B. (s - 2)(s - 3)C.(s - 2)(s + 3)K *(1 - s)E.K * (s + 1)D.(s + 2)(s + 3)(2 - s)(3 - s)頻域分析法小結(jié)（11）B C D E 3. 最小相角系統(tǒng)的穩(wěn)定性,可由下列條件判定A開環(huán)零、極點(diǎn)分布； B閉環(huán)特征方程； C根軌跡及開環(huán)增益； D

7、開環(huán)幅相頻率特性； E開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性。頻域分析法小結(jié)（12）ACD4. 指出下列由閉環(huán)頻率特性引出的指標(biāo)A帶寬頻率wb； B相角裕度g； C零頻值M(0)； D諧振峰值wr； E截止頻率wc。頻域分析法小結(jié)（13）5. 若為最小相角系統(tǒng),則有ABDA.根據(jù)對(duì)數(shù)幅頻特性,可以唯一地確定其對(duì)數(shù)相頻特性； B.根據(jù)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性,可以唯一地確定其開環(huán)傳遞函數(shù)；C. 根據(jù)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線,借助于尼柯爾斯圖線,可以作出相應(yīng)的閉環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線；D. 根據(jù)開環(huán)頻率特性,可以確定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；E. 根據(jù)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性,可以唯一地確定閉環(huán)傳遞函數(shù)。頻域分析法小結(jié)（14）6. 典型欠阻尼二階系統(tǒng)

8、，當(dāng)開環(huán)增益K增加時(shí)，系統(tǒng)B DC阻尼比x增大，超調(diào)量s減??； D無(wú)阻尼自然頻率wn增大；E無(wú)阻尼自然頻率wn減小。頻域分析法小結(jié)（15）ACE7. 指出下列由開環(huán)頻率特性引出的指標(biāo)A幅值裕度h； B諧振頻率wr； C截止頻率wc； D帶寬頻率wb； E相角裕度g。頻域分析法小結(jié)（16）8. 若為非最小相位系統(tǒng)，則有A. 畫根軌跡時(shí)，應(yīng)作零度根軌跡；B DB. 一定存在一個(gè)使閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定的開環(huán)增益的 取值范圍；C. 對(duì)應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)一定不穩(wěn)定；D. 其相頻特性相角變化的絕對(duì)值一定不小于最小 相位系統(tǒng)相角變化的絕對(duì)值；E. 根據(jù)對(duì)數(shù)幅頻特性可以確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。頻域分析法小結(jié)（17）CDE9.

9、 典型二階系統(tǒng)，當(dāng)x=0.707時(shí)，無(wú)阻尼自然頻率wn， 阻尼振蕩頻率wd以及諧振頻率wr之間的關(guān)系是A. wrC.wnE.wn wn wd wrB.wdD.wd wn wr頻域分析法小結(jié)（18）10. 對(duì)三頻段理論，以下論述錯(cuò)誤的有ABCDEA只要低頻段設(shè)計(jì)得足夠高，穩(wěn)態(tài)誤差就可以充分?。?B中頻段以-20dB/dec的斜率穿越0dB線，就可以保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；C. 高頻段越低，高頻信號(hào)經(jīng)過(guò)開環(huán)系統(tǒng)后衰減越多，即開環(huán)系統(tǒng)抗高頻干擾的能力就越強(qiáng)；至于閉環(huán)系統(tǒng)抗高頻干擾能力是否強(qiáng)，則要看閉環(huán)頻率特性高頻段是否足夠低；D. “三頻段理論”為我們提供了串連校正的具體方法； E中頻段穿越0dB線的

10、-20dB/dec線段向兩端拉得越長(zhǎng)，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能（s，ts）就越好。頻域分析法小結(jié)（19）三分析計(jì)算題1. 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為試估算下列各性能指標(biāo)值:G(s) =16,s(s + 42) 超調(diào)量 s=4.320 0 相角裕度g =90 - tg-1 242 = 63.42 調(diào)節(jié)時(shí)間 ts=3.5 幅值裕度= 22 r(t)=1(t)時(shí),ess= 0 r(t)= t時(shí),ess=2 諧振頻率wr= 0 諧振峰值Mr= 14 截止頻率 wc= 22 帶寬頻率wb= wn = 4頻域分析法小結(jié)（20）2. 已知開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性如下圖所示，試判斷閉環(huán) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，求出閉環(huán)系統(tǒng)在右半平面的極點(diǎn)數(shù)。解. (1)Z = P- 2N= 1 - 2 (12) = 0(2)(3)Z = P - 2NZ = P - 2N= 2 - 2(1) = 0= 0 - 2(0) = 0頻域分析法小結(jié)（21）3. 假設(shè)當(dāng)K=100時(shí)，系統(tǒng)開環(huán)幅相特性如圖所示。已知右半s平面的開環(huán)極點(diǎn)數(shù)P=0,解. w試確定G(使jw系)統(tǒng)穩(wěn)定的開環(huán)K(臨界)K =