自动控制原理 5-2典型环节与开环系统频率特性.ppt

5-2目录,1.典型环节 2.典型环节的频率特性 3.开环幅相曲线绘制 4.开环对数频率特性曲线 5.延迟环节和延迟系统 6.传递函数的频域实验确定（实验课讲）,典型环节(P169),G(s)=k,比例环节,G(s)=s,微分环节,积分环节,一阶微分,二阶微分,惯性环节,振荡环节,G(s)=Ts+1,欠阻尼二阶系统,,一阶系统,G(s)=k,比例环节,G(s)=s,微分环节,积分环节,一阶微分,二阶微分,惯性环节,振荡环节,G(s)=Ts+1,,,,不稳定的…,典型环节零极点分布图(补充),微分环节的幅相曲线(P170),G(s)=s,这是一个正的纯虚矢量,,,,,1,2,3,4,矢量的模随着ω的增大而增大,,,,,,积分环节的幅相曲线(P170),这是一个负的纯虚矢量,,,,,矢量的模随着ω的增大而减小,,,,,,,,,,一阶微分的幅相曲线(P170),这是一个实部衡为1,,,,,矢量的模随着ω的增大从1变化到无穷,G(s)= Ts+1,,,,,,,,,,虚部随ω增大而增大的矢量,惯性环节G(jω) (P170),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0°,1,-14.5 °,0.97,-26.6 °,0.89,-45 °,0.71,0.45 0.37 0.24 0.1,,,,,,,,,,二阶微分的幅相曲线(P170),矢量的虚部始终为正,Tω1时，实部为正，矢量在第一象限,Tω＝1时，实部为零，矢量在正虚轴上,Tω1时，实部为负，矢量在第二象限,,1,,,,,振荡环节G(jω)分析(P170),,,,,,,,,振荡环节G(jω)曲线(P170),（Nyquist曲线）,,,,,,典型环节相角小结(P170),G(s)=s,微分环节,积分环节,一阶微分,二阶微分,惯性环节,振荡环节,G(s)=Ts+1,,,,,,,,恒定正90o,恒定负90o,0o ~ +90o,0o ~ -90o,0o ~ 90o ~ 180o,0o ~ -90o ~ -180o,非最小相角环节相角小结(P170),G(s)=k (k0),G(s)= -Ts+1,G(s)=,-Ts+1,1,,,,,,,,不稳定的,不稳定的,不稳定的,不稳定的,不稳定的,比例环节,一阶微分,惯性环节,二阶微分,振荡环节,名 称,G(s),,恒定-180o,0o ~ -90o,0o ~ +90o,0o ~ -180o,0o ~ +180o,,延迟环节(P182),开环幅相曲线的绘制例1(P175),,,开环幅相曲线的绘制例2 (P175),,,,,开环幅相曲线的绘制例3(P175),,,,,,,,,开环幅相曲线的绘制例4(P175),,,,,,开环幅相曲线的绘制例5,[a,b]=pade(5,6),n=conv(8,a);d=conv([1 4 3],b);nyquist(n,d),积分环节L(ω)(P170),,,,,,[-20],[-20],,,,,[-20],,,,,,,,,,,,[-40],,,,,,,,,,,,,[+20],[+20],[+20],微分环节L(ω) (P170),,,,,,对数曲线求斜率(补充),,,,,,,,a,b,La,Lb,斜率=,=,La-Lb,,×,,,,斜率例题(补充),求截止频率ωc,ωc= 0.4,斜率=,-7.96,,lg1,∴,∵ω=1时,,则有,令,=1得：,–,(-21.94),–,lg5,L(1) = -7.96,= 20lg k,,∴k=0.4,,,,,,惯性环节对数幅频渐近曲线的分析(P172),,,,,水平线,斜率为[-20],过(1/T,0)的斜线,,惯性环节L(ω) (P170),,[-20],,,,,[-20],26dB,,,,,,,,一阶微分L(ω) (P170),,,[+20],,,,,,,,,[+20],,,,,振荡环节L(ω)渐近线分析(P170),,,,或,,,,,,或,,注意：,要在ωn或ωr处修正!!!,这项总是去掉的！,,,,,振荡环节L(ω) (P170),,,,,,,,,[-40],振荡环节再分析(补充),,,,,,0dB,,,,,,,,,,[-40],,,,,,,,,,,峰值-渐近线值,,,,夸张图形(P170),,仿真(补充),,二阶微分(P170),,,,,,,幅相曲线,,,对数幅频渐近曲线,,,[+40],,,,,,,峰值-渐近线值,,,,,[-20],,[-40],,,,,,,,,,[-20],,[-40],,开环的L曲线绘制(P175),解：,对数相频：相频特性的画法为：起始角，终止角，转折频率处的角。

例题(补充),-90o,-114.7o,-93.7o,-137.5o,-180o,对数幅频：低频段：20/s [-20],转折频率： 1 5 10,斜率: - 40 0 - 40,修正值：,,,,,,,低频段：20/s [-20],转折频率：1 5 10,斜率: - 40 0 - 40,,-90o,-114.7o,-93.7o,-137.5o,-180o,[-20],[-40],[-40],,,,,1,5,10,绘制曲线,,ω,,,0dB,20dB,-20dB,-90o,-120o,-150o,-180o,,,,由L(ω)求G(s)例1(补充),,,,由L(ω)求G(s)例2(补充),,,1,ω,0dB,40,,,,,,,-1.94,[-40],[-20],,8,,,24.08,[-20],[-40],。