第二章5典型環(huán)節(jié)

§2.6典型環(huán)節(jié)

典型環(huán)節(jié)的微分方程、傳遞函數(shù)及頻率特性

一．比例環(huán)節(jié)

頻率特性時(shí)間響應(yīng)：Nyquist圖

Bode圖1jik06實(shí)例：齒輪傳動(dòng)副

比例運(yùn)算放大器

二.微分環(huán)節(jié)

當(dāng)從0→∞變化時(shí)，端點(diǎn)在虛軸上從0→∞。微分方程：傳遞函數(shù)：頻率特性：時(shí)間響應(yīng)：2jik06Bode圖：

對(duì)數(shù)幅頻特性曲線:過(1，0)點(diǎn)，斜率為+20dB/dec的直線。相頻特性曲線：超前90oNyquist圖:

3jik060.10.212

101000db20db40db-20db--40dbL(ω)ω[+20]微分環(huán)節(jié)L(ω)20G(s)=0.1sG(s)=10sG(s)=s4jik06實(shí)例：永磁式測速發(fā)電機(jī)

微分網(wǎng)絡(luò)：5jik06三．積分環(huán)節(jié)微分方程：時(shí)間響應(yīng)：

傳遞函數(shù)：頻率特性：6jik06Nyquist圖：

積分環(huán)節(jié)輸出相位總是滯后輸入90oBode圖：過(1，0)點(diǎn)，斜率為－20dB/dec的直線。

滯后90o7jik060.10.212

10201000db20db40db-20db-40dbL(ω)ω[-20]返回積分環(huán)節(jié)L(ω)8jik06四．慣性環(huán)節(jié)

微分方程：

傳遞函數(shù)：時(shí)間響應(yīng)：

頻率特性：實(shí)頻特性∶

虛頻特性：

9jik06幅頻特性：相頻特性：

特殊點(diǎn)：

Nyquist圖：

∵ν(ω)總是小于零，∴曲線是下半圓。

思考∶若圖形為上半圓，其頻率特性應(yīng)是怎樣的?

10jik06Bode圖：

特點(diǎn)：轉(zhuǎn)折頻率ωT=1/T;ω<ωT:（T2ω2<<1）0dB線，ω>ωT:-20dB/dec線(-20lg(Tω))，ω<ωT:0～-45o;

ω>ωT:-45o～-90o;ω=ωT,修正值-3dB.11jik060.10.21210201000db20db40db-20db--40dbL(ω)ω[+20]8db慣性環(huán)節(jié)L(ω)12jik06五．一階超前環(huán)節(jié)（一階微分環(huán)節(jié)）

微分方程：傳遞函數(shù)：時(shí)間響應(yīng)：頻率特性：

13jik06特殊點(diǎn)：

Nyquist圖：特點(diǎn)：始于(1，j0)點(diǎn)，平行于虛軸，位于第一象限的垂線。

Bode圖：

特點(diǎn)：轉(zhuǎn)折頻率ωT=1/T;ω<ωT:0dB線，0～45o;ω>ωT:+20dB/dec線，45o～90o;ω=ωT時(shí)的修正值+3dB.思考：

G(jω)=1－jT

與G(jω)=1+jT

的區(qū)別。14jik060.10.21210201000db20db40db-20db--40dbL(ω)ω[+20]-8db一階微分L(ω)

15jik060.10.21210201000db20db40db-20db--40dbL(ω)ω[+20]-8db一階微分L(ω)

16jik06六．二階振蕩環(huán)節(jié)

微分方程：

傳遞函數(shù)：

特征量：阻尼比：

固有振蕩頻率：

17jik06時(shí)間響應(yīng)：

頻率特性：

有理化：實(shí)頻特性∶虛頻特性∶幅頻特性：相頻特性：18jik06特殊點(diǎn)：

Nyquist圖：特點(diǎn)：

越小，曲線與橫軸圍成的面積越大；諧振頻率r越接近固有頻率n19jik06Bode圖：轉(zhuǎn)折頻率：(a)低頻段∶

T<<1，→0dB線；(b)高頻段∶T>>1，→－40dB/dec線

修正量在=n(即T=1)處差值最大。為修正量可正，可負(fù)。

相頻特性曲線

越小，曲線越陡峭。

20jik06七．延時(shí)環(huán)節(jié)

微分方程：傳遞函數(shù)：

時(shí)間響應(yīng)：

頻率特性：實(shí)頻特性∶u(ω)=cos，

虛頻特性∶v(ω)=－sin

當(dāng)從0→∞，矢量長度恒為1，與Re軸的夾角順時(shí)針不斷增大。單位園。

Nyquist圖：在

很小時(shí)，延時(shí)環(huán)節(jié)近似于慣性環(huán)節(jié)

21jik06Bode圖：

小結(jié)：典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)

作業(yè)：復(fù)習(xí)：P56～P63;預(yù)習(xí)：P64～P72

22jik06提綱§2.6典型環(huán)節(jié)