自动控制原理-5-3系统开环频率特性

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1、自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系1第5章 频域分析法 5.1 频率特性及其表示法5.2 典型环节的频率特性5.3 系统开环频率特性的绘制 5.4 用频率特性分析控制系统的稳定性5.5 系统瞬态特性和开环频率特性的关系5.6 闭环系统频率特性5.7 系统瞬态特性和闭环频率特性的关系自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系25.3 系统开环频率特性的绘制 1 系统开环幅相频率特性 2 系统开环对数频率特性 自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系31 系统的开环幅相频率特性v 0型系统 v I型系统 v型系统 自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院

2、自动化系40 型系统的开环幅相频率特性v0型系统开环传递函数频率特性 v特点特点 (1) 时， , 故幅相频率特性由实轴上的点 开始。(2) 时, ， 故幅相频率特性终于坐标原点。(3) 区段，幅相频率特性的形状与环节及参数有关。mnsTsTKSGnjjmizi,) 1() 1()(11njjmiziTjTjKjG11) 1() 1()(0KGA| )0(|)( )0 (, 0)K j ( )0A ( )9090() 90nmnm 0 自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系50 型系统的开环幅相频率特性 例如开环系统传递函数的形式为幅相频率特性的形状如图所示 图5.22 0型系统

3、幅相频率特性之一)1)(1)(1()(321TjTjTjKjG自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系60 型系统的开环幅相频率特性 例如开环系统传递函数的形式为幅相频率特性的形状如图所示 图5.23 0型系统幅相频率特性之二4113124321,) 1)(1)(1() 1()(TTTTTTTjTjTjTjKjG自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系70 型系统的开环幅相频率特性 例如开环系统传递函数的形式为幅相频率特性的形状如图所示 图5.23 0型系统幅相频率特性之二41131243221,) 1)(1)(1() 1()(TTTTTTTjTjTjTjKjG自动控制

4、原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系8I 型系统的开环幅相频率特性vI型系统开环传递函数频率特性 v特点特点 (1) 时， , 故幅相频率特性由无穷远沿负虚轴方向开始。(2) 时, ， 故幅相频率特性沿 终于坐标原点。(3) ，幅相频率特性按幅值无穷大为半径变化了 ，如图中虚线所示。 ( )0A mnsTssTKSGnjjmizi,) 1() 1()(111111) 1() 1()(njjmiziTjjTjKjG0)0(A90)0( )() 90nm () 90nm 00由90自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系9I 型系统的开环幅相频率特性I型系统幅相频率特性的形状如

5、图所示 图5.24 I型和型系统的幅相频率特性自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系10I 型系统的开环幅相频率特性 例5.3开环系统传递函数的形式为 当 时， , 时 趋于无穷远的渐近线平行于虚轴。这一渐近线的横坐标按下试确定： 当 时, ， 图5.25 开环幅相特性 ( )0A 0)0(A90)0(2121,) 1)(1()(TTsTsTsKsG()G j01200lim Re()lim( )()xG jRK TT ( )0909090270 自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系11型系统的开环幅相频率特性v型系统开环传递函数 v特点特点 (1) 时， , 故

6、幅相频率特性由无穷远沿 方向开始。(2) 时, ， 故幅相频率特性沿 终于坐标原点。(3) ，幅相频率特性按幅值无穷大为半径变化了 ，如图中虚线所示。 ( )0A 0)0(A( )() 90nm () 90nm 00由1221(1)( ),(1)mziinjjKT sG SnmsT s(0 )180 180180自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系12 型系统的开环幅相频率特性型系统幅相频率特性的形状如图所示 图5.24 I型和型系统的幅相频率特性自动控制原理昆明理工大学信息工程与自动化学院自动化系131 系统的开环幅相频率特性v 总结幅相频率特性的低频段 自动控制原理昆明理工