线性系统的频域分析 (2)课件.ppt

关于线性系统的频域分析 (2)
现在学习的是第1页，共82页
频率特性的概念
设系统结构如图，
由劳斯判据知系统稳定。
给系统输入一个幅值不变频率不断增大的正弦，
Ar=1 ω=
ω=1
ω=2
ω=»　），
高频段渐进线是一条斜率为－40dB/dec的直线．交
接频率为　　　．在转折频率附近，实际幅频特性与
渐近线之间存在较大的误差。误差的大小取决于　值。
　越小，误差越大。当　　　　　时，在幅频特性上
出现峰值．振荡环节的对数幅频特性，可以在渐近线
的基础上，根据书上误差校正曲线进行修正．
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§５－２ 　典型环节的频率特性
六．滞后环节
相位滞后角与　成正比。　越大，相位滞后随ω的增长越快．
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第三节 系统开环频率特性的绘制
系统开环频率特性(Bode图)的绘制
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
二．系统伯德图的绘制
设开环系统由n个典型环节串联组成
可见，当开环系统由若干典型环节串联组成时，其对数幅频特性和相频特性分列为各典型环节的对数幅频特性和相频特性之和．因此绘制系统开环对数频率特性的方法之一，就是画出各环节的对数频率特性，然后相加．
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Bode图绘制要点
计算各交接频率
计算20lgK
过点(1, 20lgK)做斜率为20vdB的直线即低频段
从低频段开始每遇到一个典型环节的交接频率就改变一次斜率;
在各交接频率点处分别做±45°/dec的斜线
相频特性:低频段从-v*90°开始,每遇一转折点即改变一次斜率.
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
例5-3-1
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
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例5-3-2,P178
例5-3-1,P182
例5-3-2,P183
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
例5-3-3
，必须将 化成如上标准形式，即典型环节频率特性的乘积。
写出幅频特性、对数幅频特性和相频特性表达式
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比例环节：４， 20lg4=12dB
积分环节：
，并按转折频率从大到小的顺序列出．
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
惯性环节：
一阶微分环节：
振荡环节：
３．选定伯德图各坐标轴的比例尺，和频率范围，一般取最低频率为最小转折频率　的1/10左右，最高频率为最大转折频率的１０倍左右，注意，　轴是对数刻度，最低频率不可能取作０．
　　在　，最高频率为100．
从低频到高频画出对数幅频特性的渐近线．
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
①低频渐近线是斜率为-20vdB/dec的直线，其中v为积分环节的个数，在　　　处，渐近线通过20lgK这一点
此处，v=1,20lg4=12dB,通过　　　　　　　 作斜率为-20dB/dec的直线．　
②在最小转折频率　　　　　处，渐近线斜率由　
-20dB/dec变为-40dB/dec，这是惯性环节　　　起作用的结果．
③当频率高于转折频率　　　时，一阶微分环节
将起作用，渐近线斜率从-40dB/dec变为
-20dB/dec.
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
④考虑振荡环节的作用，在　　　处，渐近线的斜率将有-40dB/dec的改变，形成斜率为-60dB/dec的渐近线．
５．必要时，按误差校正曲线，对渐近线进行修正，得到精确的对数幅频特性。
６．根据各环节的相频特性，可以绘制系统的相频特性．
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
在分析和设计系统时，往往对对数幅频特性曲线与ω轴交点频率—称剪切频率附近的相频特性比较感兴趣．因此也可以在　附近取几个频率点，代入　　的表达式，用解析的方法求出相频特性的几个点．低频段和高频段均可按　　的变化趋势画出．如此例有
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
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§５－３ 　系统开环频率特性的绘制
三．最小相位系统与非最小相位系统
最小相位系统—系统传递函数的极点，零点都位于　　 　　左半Ｓ平面．
非最小相位系统—在右半Ｓ平面存在极点，零点．