《自動控制原理》（第六版）課件：第5章 線性系統(tǒng)的頻域分析法1_第1頁
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1、自 動 控 制 原 理第五章 線性系統(tǒng)的頻域分析法3第五章 線性系統(tǒng)的根軌跡法5-1 引言 控制系統(tǒng)中的信號可以表示為不同頻率正弦信號作用下系統(tǒng)響應(yīng)的性能。 應(yīng)用頻率特性研究線性系統(tǒng)的經(jīng)典方法稱為頻域分析法。 4第五章 線性系統(tǒng)的根軌跡法5-1 引言 頻域分析法具有以下特點： 控制系統(tǒng)及其元部件的頻率特性可以運 用分析法和實驗方法獲得； 頻域特性物理意義明確； 控制系統(tǒng)的頻域設(shè)計可以兼顧動態(tài)響應(yīng)和噪聲抑制兩方面的要求； 頻域分析法不僅適用于線性定常系統(tǒng)，還可以推廣應(yīng)用于某些非線性控制系統(tǒng)。55-2 頻率特性1. 頻率特性的基本概念 1 、RC網(wǎng)絡(luò)的頻率特性 如右圖由網(wǎng)絡(luò)可知， 系統(tǒng)的微分方程為

2、： 傳遞函數(shù)為:電容C初始電壓:6第一項為暫態(tài)分量，隨時間增長趨于零。第二項為穩(wěn)態(tài)分量，為系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值，即若則7稱為幅值比；稱為相位差；8對傳遞函數(shù)：取 則： 分別為 的幅值 和相角 。該結(jié)論具有普遍性。 9可以根據(jù)的變化畫出 和 的曲線。10 1 2 3 A() 00-1000 1/T 2/T 3/T 10 諧波輸入下，輸出響應(yīng)中與輸入同頻率的諧波分量與諧波輸入的幅值之比 為幅頻特性， 相位之差 為相頻特性， 為系統(tǒng)的頻率特性。11微分方程頻率特性傳遞函數(shù)系統(tǒng)125-2 頻率特性2. 頻率特性的幾何表示法 幅相頻率特性曲線：對于一個確定的頻率，必有一個幅頻特性的幅值和一個幅頻特性的相角與之對應(yīng)，幅值與相角在復(fù)平面上代表一個向量。當(dāng)頻率從零變化到無窮時，相應(yīng)向量的矢量端就描繪出一條曲線。這條曲線就是幅相頻率特性曲線，簡稱幅相曲線。13145-2 頻率特性2. 頻率特性的幾何表示法 對數(shù)頻率特性曲線：對數(shù)幅頻特性曲線又稱為伯德圖（曲線），其橫坐標(biāo)采用對數(shù)分度，對數(shù)幅頻曲線的縱坐標(biāo)的單位是分貝，記作 dB，對數(shù)相頻曲線的單位是度。1516175-2 頻率特性2. 頻率特性的幾何表示法 對數(shù)幅相曲線（又稱尼柯爾斯曲線）： 對

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