文档介绍：2017/11/11
第八讲控制系统的频域分析(2)
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控制工程基础 第八讲控制系统的频率法分析(2)
清华大学机械工程系
朱志明教授
2010-11-29
2017/11/11
第八讲控制系统的频域分析(2)
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主要内容
概述
典型环节的频率特性
系统开环频率特性的绘制
用频率法分析系统的稳定性
用频率法分析系统的品质
小结
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第八讲控制系统的频域分析(2)
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系统开环频率特性的绘制
系统开环对数幅频特性的绘制
系统开环极坐标图的绘制
0型系统的开环极坐标图
I型系统的开环极坐标图
II型系统的开环极坐标图
最小相位和非最小相位系统的频率特性
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第八讲控制系统的频域分析(2)
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对数坐标图或伯德(Bode)图
当系统由许多环节组成时,系统的频率特性为环节频率特性的乘积:
在绘制系统的对数频率特性时,只需将各个环节的对数坐标图进行加减即可。
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系统开环对数幅频特性的绘制(1)
系统开环对数幅频特性的绘制:
将串联环节的对数频率特性相加。
例1:绘制单位反馈控制系统的对数坐标图。
+
-
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系统开环对数幅频特性的绘制(2)
系统开环频率特性:
组成环节:
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系统开环对数幅频特性的绘制(3)
1. 比例环节:
对数幅频特性:
L1()== dB
。
相频特性:1()=0°
为0°的水平线。
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系统开环对数幅频特性的绘制(4)
2. 积分环节:
对数幅频特性:
与0dB线交于=1rad/s,斜率为-20dB/dec的直线;
相频特性:
-90 °的水平线;
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系统开环对数幅频特性的绘制(5)
3. 比例微分环节
转角频率3=3rad/s,对数幅频特性在< 3时为0dB的水平线;在> 3时为斜率为+20dB/dec的直线。
相频特性在0 °到90 °范围内变化,是对+45 °的点斜对称的曲线。
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系统开环对数幅频特性的绘制(6)
4. 惯性环节
转角频率2=2rad/s,对数幅频特性在< 2时为0dB的水平线;在> 2时为斜率为-20dB/dec的直线。
相频特性在0 °到-90 °范围内变化,是对-45 °的点斜对称的曲线。