z08_波德图.pptx

第 10 节 对数坐标图（伯德图）,1. 伯德图 2. 闭环频率特性,Bode diagram was introduced by H.W.Bode during his research at Bell Lab from 1932 ~1942,思考？,1、是否可以分别表示幅频特性和相频特性？ 2、怎样将多个环节幅频特性相乘的形式变成相加的形式？,Nyquist 图,回顾,,?,,,,,which one?,8.1 引言,幅频特性,相频特性,draw,,,,sum,幅值,相角,乘法,加法,×,＋,,log,幅值以分贝表示,,1 10 Bell,功率增益,对数分度,Log0.1 (-1),Log 1 (0),Log 10 (1),Log 100 (2),,,decade,频率变化十倍,坐标轴变化一个单位 扩展低频，且能反映较大频率范围,Octave,,0.1,0.2,1,2,10,20,对数分度,半对数坐标,随频率增加,间距变小,随时间增加, 记忆的越少,forgetting curve,,,,,,,线性分度,对数分度,,,Why ?,,,,,,,,,,8.2 对数频率特性,基本组成：对数幅频特性、对数相频特性,幅频特性为（单位为分贝，dB),将幅值相乘变成相加,相频特性保持不变,对数频率特性的横坐标采用对数刻度,每十倍频程用dec表示,,注意 不能有零频,实际为lgω,典型环节的Bode图,（1）比例环节,（2）积分环节,,,,,,,,,,,,,曲线,,直线,,,经过点（1，0）,（3）惯性环节,误差-3dB,转折频率,,近似线,,,-20dB/dec,（4）振荡环节,,,,转折频率ωn,谐振峰值,(5)微分环节 幅频特性和相频特性与积分环节相差一个符号,(6)一阶微分,一阶微分和惯性环节相差一个符号,绘制系统伯德图的基本步骤,（1）将系统化成典型环节相乘的形式 （2）求出各典型环节的转折频率，阻尼比等参数 （3）分别画出各环节的 幅频特性的渐近线和相频特性曲线 （4）将各条曲线进行叠加,例 子,,,注意,,,,,,,,,,-20dB/dec,-40dB/dec,-20dB/dec,-40dB/dec,积分环节,比例环节,微分环节,惯性环节,绘制波德图的简化步骤,（1）将典型环节进行分解,并化成标准型式 （2）将各环节按转角频率从小到大进行排列 （3）从低频开始绘制渐近线，在每个转角频率处改变斜率，斜率改变多少视所遇到的环节而定。

牢记！,系统没有积分环节时 系统的低频渐近线为水平线，并经过点（1，20lgK），在第一个转折频率处发生斜率改变低频渐近线的型式,系统有积分环节时 系统的低频渐近线为-20vdb/dec,v为积分环节的个数，并经过点（1，20lgk),例1：,开环增益K=25 转折频率分别为5、10,必须化成这种型式,（1）,（2）,（3）,低频为-40dB/dec通过（1，20lgK)的斜线,例2,化成标准形式,确定K和转折频率,0.1 5 20 40,,,,,,40,,,,40,Bode图优点,?,3.23,,,(1) 幅频特性可以用直线来近似代替 (2) Bode图将各环节幅值特性的相乘转化成相加 (3)通过采用对数尺度可以扩展低频范围,Bode图优点,最小相位系统,在右半平面无极点和零点的系统称为最小相位系统，反之，为非最小相位系统 在具有相同幅值特性的系统中，最小相位系统的相角变化范围最小 最小相位系统对数幅频特性和相频特性具有确定单值对应关系，对非最小相位系统则不成立传递函数的实验确定法,基本方法： （1）利用正弦信号发生器等仪器在感兴趣的频率范围内测量出幅值比和相位差 （2）画出Bode图。

（3）利用渐近线确定传递函数,8.3 控制系统的闭环频率特性,开环频率特性用于设计 闭环频率特性用于给出性能,导弹控制系统,建筑物,地形,信号,,,讨论,1. 输入信号由 地形 (期望信号) 和建筑物 (噪声)组成,2. 我们希望导弹跟踪地形信号,3. 地形信号可以认为是低频，建筑物为高频,,,,,,,通过,衰减,信号频率,噪声频率,,信号通过，噪声衰减 没有谐振峰值,,闭环频率特性指标,最大谐振峰值对应的频率,闭环截止频率 (频率特性下降到 3 dB对应的频率),最大的谐振峰值,总结,Bode图的特点与绘制 闭环频率特性指标,作 业,4-6、4-8,。