利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能

自動控制原理本次課程作業(yè)(24)5—25,26,27,285—29

(選作)

自動控制原理課程回顧穩(wěn)定裕度的概念(開環(huán)頻率指標)穩(wěn)定裕度的定義穩(wěn)定裕度計算方法的幾何意義截止頻率相角裕度相角交界頻率幅值裕度的物理意義穩(wěn)定裕度的意義自動控制原理（第24講）

§5.線性系統(tǒng)的頻域分析與校正

§5.1頻率特性的基本概念

§5.2幅相頻率特性（Nyquist圖）

§5.3對數頻率特性（Bode圖）

§5.4頻域穩(wěn)定判據

§5.5穩(wěn)定裕度

§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能

§5.7閉環(huán)頻率特性曲線的繪制

§5.8利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能

§5.9頻率法串聯校正

自動控制原理

§5.6利用開環(huán)對數幅頻特性分析系統(tǒng)的性能

§5.6.1L(w)低頻漸近線與系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的關系

§5.6.2L(w)中頻段特性與系統(tǒng)動態(tài)性能的關系

§5.6.3L(w)高頻段特性與系統(tǒng)抗高頻干擾能力的關系（第24講）§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（1）三頻段理論1.L(w)低頻段?系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差ess2.L(w)中頻段?系統(tǒng)動態(tài)性能(s,ts)3.L(w)高頻段?系統(tǒng)抗高頻噪聲能力最小相角系統(tǒng)L(w)曲線斜率與j(w)的對應關系希望L(w)以-20dB/dec斜率穿越0dB線，并保持較寬的頻段§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（2）例1

對數頻率特性和幅相特性曲線?！?.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（3）例3

最小相角系統(tǒng)j(w)~L(w)

之間的對應關系(K=1)§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（4）例3

最小相角系統(tǒng)

j(w)~L(w)

間的對應關系

(K=1)試判斷j(w)的形狀?§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（5）

(1)二階系統(tǒng)

§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（6）§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（7）例1

已知系統(tǒng)結構圖，求wc，并確定s,ts。解.繪制L(w)曲線查P171

圖5-52按時域方法：查P172

圖5-53§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（8）

(2)高階系統(tǒng)

§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（9）例2

已知單位反饋系統(tǒng)G(s)，求wc,g；確定s,ts。解.繪制L(w)曲線查P173

圖5-56§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（10）用頻域法估算高階系統(tǒng)動態(tài)性能圖5-56P173§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（11）例3

已知最小相角系統(tǒng)L(w)如圖所示，試確定

(1)開環(huán)傳遞函數G(s);(2)由g確定系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

(3)將L(w)右移10倍頻，討論對系統(tǒng)的影響。解.(1)(3)將L(w)右移10倍頻后有(2)L(w)右移后wc

增大不變→s不變→ts

減小穩(wěn)定§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（12）中頻段三頻段理論高頻段低頻段對應性能希望形狀L(w)系統(tǒng)抗高頻干擾的能力開環(huán)增益K系統(tǒng)型別v穩(wěn)態(tài)誤差

ess截止頻率wc相角裕度g動態(tài)性能陡，高緩，寬低，陡頻段三頻段理論并沒有提供設計系統(tǒng)的具體步驟，但它給出了調整系統(tǒng)結構改善系統(tǒng)性能的原則和方向舉例§5.6利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能（13）關于三頻段理論的說明：①各頻段分界線沒有明確的劃分標準②與無線電學科中的“低”、“中”、“高”頻概念不同③不能用是否以-20dB/dec過0dB