控制工程频率响应分析.ppt

文档介绍：本章基本内容(1)频率特性基本概念及求取方法(三种)(2)系统三种数学模型之间的关系(3)频率特性的表示方法:n代数表示法图示法:a极坐标图(Nyquist图)n对数频率特性图(Bode图)(4)典型环节的频率特性(5)一般系统开环频率特性曲线的绘制方法(6)系统开环频率特性与闭环频率特性的关系(7)频域特征量(8最小相位系统与非最小相位系统基本要求■(1)掌握频率特性及频率响应的基本概念、求取方法和频率特性的两种表示方法(2)掌握系统三种数学模型之间的关系(3)掌握两种图示的特点,熟悉典型环节频率特性曲线的特点及绘制,掌握一般系统的开环奈氏频率特性和对数频率特性的特点及绘制■(4)了解系统闭环频率特性与开环频率特性的关系、频域特征量■(5)掌握最小相位系统的概念重点与难点重点:(1)频率特性基本概念、求取方法、代数表示法(2)典型环节频率特性的特点及绘制"(3)一般系统开环频率特性的特点及绘制■难点:系统开环频率特性画法,包括Nyquist图和Bode图的绘制。频率特性概述■时域分析:重点是研究过渡过程,通过阶跃或脉冲输入下系统的瞬态响应来研究系统的性能频域分析:通过系统在不同频率的谐波信号正弦信号)输入下的稳态响应来研究系统的性能频率特性分析:将传递函数从复数域引到频域来分析系统的特性频率响应:线性定常系统在谐波输入下的稳态响应1频率特性分析方法的重要性(1)对系统特性的分析:复数域→频率域,具有明确的物理意义;(2)建立系统的传递函数、微分方程、单位脉冲响应与频率特性之间的关系;(3)可将任何信号分解为叠加的谐波信号,从而可用关于系统对不同频率的谐波信号的响应特性的研究取代关于系统对任何信号的响应特性的分析(4)可以分析系统的稳定性和响应的快速性与准确性;(5)对于一些无法用分析法求传递函数或微分方程的系统或环节,可以通过实验求出系统或环节的频率特性,进而求出系统或环节的传递函数(6)对于可以用分析方法求出传递函数的系统或环节,可以通过实验求出频率特性来对其进行检验和修正2频率响应法的特点1)由开环频率特性→闭环系统稳定性及性能是一种图解法简单但不精确■不需要求系统特征根■2)物理意义明确许多元部件此特性都可用实验法确定工程上广泛应用3)在校正方法中,频率法校正最为方便3线性系统频率保持特性设系统的传递函数为cs)=K若输入信号为r()=asinot则R(s)=Aaos+oAKo所以C(s)=RG(=④s+S+O对其进行拉氏反变换就可求得系统在该输入信号作用下的输出响应AKTo!/TAKsin(at-tgTo)1+T2m+T-o当t→0时,系统的稳态响应为AKc(t)sin(at-tgTo)1+To即为系统的频率响应。可见:系统输出与系统输入同频率,且输出幅值与输入信号幅值成正比,比例系数与输入信号的频率有关。所以,线性系统具有频率保持特性。