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認(rèn)證信息

認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：徐**（實(shí)名認(rèn)證）

IP屬地：湖北

IP屬地：湖北 上傳時(shí)間：2023-02-05 格式：PPT 頁數(shù)：17 大?。?82KB 積分：30 舉報(bào) 版權(quán)申訴

§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系穩(wěn)定快速準(zhǔn)確§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系時(shí)域指標(biāo)穩(wěn)定：σ%快速：ts準(zhǔn)確：ess頻域中如何來分析系統(tǒng)的穩(wěn)快準(zhǔn)呢？用開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能時(shí)一般將開環(huán)頻率特性分成低頻、中頻和高頻三個(gè)頻段來討論?！?.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系L(ω)/dBω-40dB/dec-40dB/dec-20dB/decωcω2ω1低頻段高頻段中頻段0n階系統(tǒng)§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系—低頻段的斜率1．低頻段

低頻段開環(huán)增益K

越大，積分環(huán)節(jié)數(shù)越多，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能越好。低頻段反映了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。G(s)=sνKG(jω)=(jω)νK低頻段由積分環(huán)節(jié)和比例環(huán)節(jié)構(gòu)成：

ν—低頻段的高度K§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系低頻段的對(duì)數(shù)頻率特性為：L(ω)=20lgA(ω)=20lgωvK=20lgK-v·20lgωωL(ω)/dB0KKνK對(duì)數(shù)幅頻特性曲線ν=0ν=1ν=2-20ν

對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的位置越高，開環(huán)增益K越大，斜率越負(fù)，積分環(huán)節(jié)數(shù)越多。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能越好?！?.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系2.中頻段

穿越頻率ωc附近的區(qū)段為中頻段。它反映了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的平穩(wěn)性和快速性。（1）穿越頻率ωc與動(dòng)態(tài)性能的關(guān)系

設(shè)系統(tǒng)中頻段斜率為20dB/dec且中頻段比較寬，如圖所示。可近似認(rèn)為整個(gè)曲線是一條斜率為-20dB/dec的直線。§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系中頻段對(duì)數(shù)幅頻特性曲線0+20-20dB/decωcωL(ω)/dB-20開環(huán)傳遞函數(shù)：

G(s)≈=SKSωc閉環(huán)傳遞函數(shù)為：==SωcSωc11+S+1ωc1Φ(s)=G(s)1+G(s)相當(dāng)于一階系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間：ωcts≈3T=3

在一定條件下，ωc越大，ts就越小，系統(tǒng)響應(yīng)也越快。此時(shí)，穿越頻率ωc

反映了系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系3．高頻段

高頻段反映了系統(tǒng)對(duì)高頻干擾信號(hào)的抑制能力。高頻段的分貝值越低，系統(tǒng)的抗干擾能力越強(qiáng)。高頻段對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的小時(shí)間常數(shù)，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響不大。L(ω)=20lg|G(jω)|<<0|G(jω)|<<1≈|G(jω)||1+G(jω)||G(jω)||Φ(jω)|=一般即中頻段三頻段理論高頻段低頻段對(duì)應(yīng)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ωc相角裕度

g動(dòng)態(tài)性能陡，高緩，寬低，陡頻段

三頻段理論并沒有提供設(shè)計(jì)系統(tǒng)的具體步驟，但它給出了調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)性能的原則和方向。小結(jié)

對(duì)于最小相位系統(tǒng)，系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性直接反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。重要綜上所述

對(duì)于最小相位系統(tǒng)，系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性直接反映了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。為設(shè)計(jì)一個(gè)合理的控制系統(tǒng)提出了如下要求：低頻段的斜率要陡，增益要大，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度高。中頻段以斜率-20dB/dec穿越0dB線，且具有一定中頻帶寬，則系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能好。要提高系統(tǒng)的快速性，則應(yīng)提高穿越頻率ωc。高頻段的斜率要比低頻段的斜率還要陡，以提高系統(tǒng)抑制高頻干擾的能力?！?.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系時(shí)域法中：頻域法中：二階系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線γωcσ%—系統(tǒng)的平穩(wěn)性ts

—系統(tǒng)的快速性

γωc-1800ωωΦ(ω)L(ω)/dB-20dB/dec-40dB/dec-900ξωn2—系統(tǒng)的快速性—系統(tǒng)的平穩(wěn)性§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系（1）相位裕量γ和超調(diào)量σ%之間的關(guān)系得A(ωc)==1ωn2ωcωc2+(2ζωn)2ωc4+4ζ2ωn2ωc2-ωn4=0ωc=ωn4ζ4+1-2ζ2γ=180o+φ(ωc)=180o-90o-tg-1ωc2ζωn

=tg-14ζ4+1-2ζ22ζωc2ζωn=tg-1

當(dāng)0<ζ<0.707時(shí)，可近似地視為ζ每增加0.1,γ增加10oγ(ωc)=100ζσ%=e1-ζ2-ζπ/100%

相位裕量γ越大，超調(diào)量σ%越?。环粗嗳??！?.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系（1）相位裕量γ和超調(diào)量σ%之間的關(guān)系ζ越大，相位裕量γ越大，系統(tǒng)的平穩(wěn)性以及相對(duì)穩(wěn)定性越好。ζ越大，超調(diào)量σ%越小，系統(tǒng)的平穩(wěn)性以及相對(duì)穩(wěn)定性越好。時(shí)域和頻域保持一致。§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系（2）ωc、γ與ts之間的關(guān)系根據(jù)：

調(diào)節(jié)時(shí)間ts與ωc以及γ有關(guān)。γ不變時(shí)，穿越頻率ωc

越大，調(diào)節(jié)時(shí)間越短。整理得ts=ζωn3ts·ωc=

4ζ4+1-2ζ2ζ3ts·ωc=tgγ6§5.5開環(huán)頻率特性與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系（2）