西北工業(yè)大學(xué)自動(dòng)控制原理課件-25.ppt

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,本次課程作業(yè)(25) 5 31(1,2), 32, 33,34 5 35 (選作）,自動(dòng)控制原理,課程回顧,中頻段,三頻段理論,高頻段,低頻段,對(duì)應(yīng)性能,希望形狀,L(w),系統(tǒng)抗高頻干擾的能力,開(kāi)環(huán)增益 K,系統(tǒng)型別 v,穩(wěn)態(tài)誤差 ess,截止頻率 wc,相角裕度 g,動(dòng)態(tài)性能,陡，高,緩，寬,低，陡,頻段,三頻段理論并沒(méi)有提供設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體步驟， 但它給出了調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)性能的原則和方向,自動(dòng)控制原理,（第 25 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（Nyqui

2、st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(kāi)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(dòng)控制原理,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,（第 25 講）,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（1）,研究閉環(huán)頻率特性的必要性,閉環(huán)頻率特性的一些特征量在實(shí)際工程中應(yīng)用 十分廣泛；,(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法容易得到系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性；,(3)通過(guò)閉環(huán)頻率特性可以估算系統(tǒng)的性能指標(biāo)。,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（2）,5.7.1 用向量法

3、求閉環(huán)頻率特性,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（3）,等M圓 等N圓圖,等M圓 為常數(shù)的軌跡,設(shè),整理得, 等 圓方程,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（4）,等N圓 為常數(shù)的軌跡,設(shè),整理得, 等 圓方程,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（5）,等M圓 等N圓圖 Nichols 圖線,5.7.2 尼柯?tīng)査箞D線,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（6）,例1 已知 求,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （1）,5.8.1 閉環(huán)頻率特性的幾個(gè)特征量,例2 一階系統(tǒng),閉環(huán)頻率特性,(1) 零頻值,對(duì)二階欠阻尼系統(tǒng),(3) 帶寬頻率,下降到0.707 對(duì)應(yīng)的頻率值,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性

4、能 （2）,5.8.2 閉環(huán)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系,(1) 二階系統(tǒng),5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （3）,解. 依圖，可以確定是欠阻尼二階系統(tǒng),由,例3 實(shí)驗(yàn)測(cè)得某閉環(huán)系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖所示，試確定 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 。,解出,可確定,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （4）,(2) 高階系統(tǒng),5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （5）,解.依題意，當(dāng) 時(shí) 要求,即,例4 一臺(tái)筆錄儀的傳遞函數(shù)為 ，要求在5Hz以內(nèi)時(shí)， 記錄儀的振幅誤差不大于被測(cè)信號(hào)的10%，試確定記錄儀應(yīng) 有的帶寬,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （6）,例5 單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 (1)繪制幅相特性曲線，求wc, g, 估算s,ts; (2)繪制Nichols圖,求Mr,wr,wb并估算s,ts。,利用閉環(huán)頻率特性估算性能 例5.16,解 (1),(2),課程小結(jié)(1),用頻域分析方法估算系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,P179,實(shí)驗(yàn) 測(cè)試,穩(wěn)定性,穩(wěn)定裕度,閉環(huán)頻率 特征量,P173,本次課程作業(yè)(25) 5 31(1,2), 32,