第6章线性系统的频域分析法.ppt

第6章线性系统的频域分析法 Frequency-response analysis of linear system 频率特性的基本概念频率特性的表示方法典型环节的频率特性系统开环频率特性的绘制频率域稳定判据与稳定裕度主要内容?本章重点通过本章学习,应重点掌握频率特性的概念与性质、典型环节及系统开环频率特性的奈氏图和波特图的绘制和分析方法、控制系统稳定性的频域分析法、系统稳定裕度的概念和求法、闭环系统性能指标的频域分析法等。 cu ruRC?? 1 1)(??????? Ts sG RC Tuudt du T uudt du RC rc c rc 频率特性 频率特性的基本概念? tRtr? sin )(?设 221 1)(1 1)(????????s R Ts sR Ts sC 此时) arctan sin( 1 )( lim 22TtT Rtc t?????????????????????????????稳态分量暂态分量) arctan sin( 1 1 )( 22 22TtT ReT TRtc T t?????????????cu ruRC 一个线性系统或元件,当输入为正弦函数,输出的稳态值也是一个相同频率的正弦函数时, 将输出稳态值与输入量之比, 称为系统的频率特性。一频率特性的定义频率特性的定义式: ?????????????????????? jV UeAjR jCjG j????幅、相频率特性?)(?jG????幅频特性????jGA相频特性???)()(???jG??????实频特性????jG U Re??????虚频特性????jG V Im 二、频率特性的性质 1、频率特性反映了系统对正弦信号的三大传递能力: 同频变幅相移 2、频率特性是一种稳态响应 3、与传递函数一样,频率特性也是一种数学模型(4)频率特性具有明确的物理意义,它可以用实验的方法来确定,这对于难以列写微分方程式的元部件或系统来说,具有重要的实际意义。(5)由于频率响应法主要通过开环频率特性的图形对系统进行分析,因而具有形象直观和计算量少的特点。(6)频率响应法不仅适用于线性定常系统,而且还适用于传递函数不是有理数的纯滞后系统和部分非线性系统的分析。微分方程频率特性 G(j ω) 传递函数 G(s ) 系统 jω dt djω s s dt d 频率特性与传递函数及微分程之间的关系