自動控制原理系統(tǒng)開環(huán)頻率特性

自動控制原理系統(tǒng)開環(huán)頻率特性5.3系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

1系統(tǒng)開環(huán)幅相頻率特性2系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性

第2頁,共24頁，2024年2月25日，星期天1系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

0型系統(tǒng)

I型系統(tǒng)Ⅱ型系統(tǒng)

第3頁,共24頁，2024年2月25日，星期天0型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性0型系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)頻率特性

特點

(1)時，,

故幅相頻率特性由實軸上的點開始。(2)時,，故幅相頻率特性終于坐標原點。(3)區(qū)段，幅相頻率特性的形狀與環(huán)節(jié)及參數(shù)有關(guān)。第4頁,共24頁，2024年2月25日，星期天0型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

例如開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的形式為幅相頻率特性的形狀如圖所示圖5.220型系統(tǒng)幅相頻率特性之一第5頁,共24頁，2024年2月25日，星期天0型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

例如開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的形式為幅相頻率特性的形狀如圖所示圖5.230型系統(tǒng)幅相頻率特性之二第6頁,共24頁，2024年2月25日，星期天0型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

例如開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的形式為幅相頻率特性的形狀如圖所示圖5.230型系統(tǒng)幅相頻率特性之二第7頁,共24頁，2024年2月25日，星期天I型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性I型系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)頻率特性

特點

(1)時，,

故幅相頻率特性由無窮遠沿負虛軸方向開始。(2)時,，故幅相頻率特性沿終于坐標原點。(3)，幅相頻率特性按幅值無窮大為半徑變化了，如圖中虛線所示。第8頁,共24頁，2024年2月25日，星期天I型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性I型系統(tǒng)幅相頻率特性的形狀如圖所示

圖5.24I型和Ⅱ型系統(tǒng)的幅相頻率特性第9頁,共24頁，2024年2月25日，星期天I型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

例5.3開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的形式為當時，,

時趨于無窮遠的漸近線平行于虛軸。這一漸近線的橫坐標按下試確定：

當時,，圖5.25開環(huán)幅相特性

第10頁,共24頁，2024年2月25日，星期天Ⅱ型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性Ⅱ型系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)

特點

(1)時，,

故幅相頻率特性由無窮遠沿方向開始。(2)時,，故幅相頻率特性沿終于坐標原點。(3)，幅相頻率特性按幅值無窮大為半徑變化了，如圖中虛線所示。第11頁,共24頁，2024年2月25日，星期天Ⅱ

型系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性Ⅱ型系統(tǒng)幅相頻率特性的形狀如圖所示

圖5.24I型和Ⅱ型系統(tǒng)的幅相頻率特性第12頁,共24頁，2024年2月25日，星期天1系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

總結(jié)①幅相頻率特性的低頻段

第13頁,共24頁，2024年2月25日，星期天1系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

總結(jié)②幅相頻率特性的高頻部分

第14頁,共24頁，2024年2月25日，星期天1系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性

總結(jié)③幅相頻率特性與負實軸和虛軸的交點頻率特性與負實軸的交點:

頻率特性與虛軸的交點

④

區(qū)段，幅相頻率特性的形狀與分子分母環(huán)節(jié)及參數(shù)有關(guān)。第15頁,共24頁，2024年2月25日，星期天2系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性對數(shù)幅頻特性對數(shù)相頻特性系統(tǒng)類型與開環(huán)對數(shù)頻率特性第16頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性

例5.3的開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為

對數(shù)幅頻特性

先繪出式中各環(huán)節(jié)的對數(shù)幅頻特性分量，然后將各環(huán)節(jié)特性分量的縱坐標相加，就可以得到系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)幅頻特性。

第17頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性

圖5.27例5.3的開環(huán)對數(shù)頻率特性第18頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)幅頻特性繪制步驟

（1）確定交接頻率，標在角頻率軸上。（2）在處，量出幅值，如圖5.27中A點。（3）通過A點作一條–20NdB/十倍頻的直線，直到第一個交接頻率（圖5.27中B點）。如果，則低頻漸近線的延長線經(jīng)過A點。（4）以后每遇到一個交接頻率，就改變一次漸近線斜率。

第19頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)相頻特性

例5.3的開環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)為

對數(shù)相頻特性

先繪出各分量的相頻特性，然后將各分量的縱坐標相加，就可以得到系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)相頻特性。在實際工作中也常常用解析法進行計算。特點在低頻區(qū)，對數(shù)相頻特性起于。在高頻段，相頻特性趨于。第20頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)類型與開環(huán)對數(shù)頻率特性0型系統(tǒng)

I型系統(tǒng)Ⅱ型系統(tǒng)第21頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)類型與開環(huán)對數(shù)頻率特性0型系統(tǒng)

開環(huán)頻率特性有如下形式其對數(shù)幅頻特性的低頻部分如圖所示。特點①低頻段斜率為0dB/十倍頻；②低頻段的幅值為，穩(wěn)態(tài)位置誤差系數(shù)。

圖5.280型系統(tǒng)對數(shù)頻率特性低頻段示意圖

第22頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)類型與開環(huán)對數(shù)頻率特性I型系統(tǒng)

開環(huán)頻率特性有如下形式其對數(shù)幅頻特性的低頻部分如圖所示。圖5.29I型系統(tǒng)對數(shù)頻率特性低頻段示意圖第23頁,共24頁，2024年2月25日，星期天系統(tǒng)類型與開環(huán)對數(shù)頻率特性I型系統(tǒng)特點①低頻段斜率為