5-8 利用开环频率特性分析系统的性能.ppt

第八节 利用开环频率特性分析 系统的性能第五章 线性系统的频域分析法项 目内 容学 习 目 的掌握利用bode图分析系统的三大性能的方法（定 性）重 点利用三频段法分析系统的性能难 点5-8 利用开环频率特性分析系统的性能对中频段斜率设置为-20dB/dec、高频段斜率设置 为-60dB/dec或-80dB/dec的理解稳态误差是描述系统稳态性能的性能指 标，由终值定理知稳态误差由频率特性的低 频段决定稳态性能分析由时域分析法可知：系统稳态误差和系统 的型别n、开环放大倍数K以及输入信号R(s)有关系统型别n的确定：bode图的低频段的斜率为- 20n，由此可确定n的值系统开环放大倍数K的确定：由于L(w)=20lgK- 20nlgw，低频渐近线或延长线过(w=wc，0)或 (w=1,20lgK)点，由此可确定K的值n、K确定后，即可求系统的稳态误差三频段法(定性)动态性能分析v低频段：L(w)在第一个转折频率之前的频段低频段的特性完全由积分环节的个数和开环放大 倍数K决定所以低频段给出了系统的型和静态误差系数，决定了系统的稳态性能为了使系统满足一定的稳态指标，低频段要有一 定的高度(20lgK)和斜率(n)。

准v中频段：L(w)在开环截止频率wc附近的频段若L(w)的中频段斜率为-20dB/dec，并且占据的 频率区间较宽，可认为中频段对应的开环传函为：则闭环传函：相当于一个一阶系统，阶跃响应曲线无超调，ts=3/wc阶跃响应按照指数规律变化，系统的稳定 性较高，wc越大，系统的快速性越好若L(w)的中频段斜率为-40dB/dec，并且占据的频率区间较宽，可认为中频段对应的开环传函为：则闭环传函：相当于一个z=0二阶系统，对应的阶跃响应为等幅振荡的实际系统即使稳定，一般超调量和调节 时间都比较大，稳定性和快速性都比较差若L(w)的中频段斜率为-60dB/dec，中频段对应 的传函的分母比分子高三阶，相角裕量必定小于0，系统不稳定在中频段，为了使系统具有较高的动态 指标，中频段的斜率最好为-20dB/dec，且具 有足够的频宽，这样，系统容易得到大于450 相角裕量同时，截止频率wc要满足系统快速 性的要求v高频段： L(w)在中频段以后的频段：高频段远离开环截止频率，对系统的动态性能影响不大，高频段的形状主要影响系统的抗干扰性能高频段开环幅频特性近似等于闭环幅频特性 A(w)在高频段的幅值，直接反映了系统对高频干扰信号的抑制能力。

高频部分的幅值越低，系统的抗 干扰能力就越强高频段的斜率一般设置为-60或- 80dB/dec频域分析法总结v稳定性分析：Nyquist判据和bode图(绝对稳 定性)、稳定裕度(g和h) (相对稳定性)v稳态性能、动态性能、抗干扰性能分析：三 频段法低频段决定了系统的稳态性能中频段决定了系统的动态性能高频段决定了系统的抗干扰性能作业v5-18。