頻率特性法講ppt課件(已修改)
2025-01-29 10:40 本頁面
【正文】 167。 51 頻率特性的基本概念 167。 52 頻率特性的表示方法 167。 53 典型環(huán)節(jié)的頻率特性 167。 54 系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制 167。 55 用頻率法分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 167。 56 系統(tǒng)暫態(tài)特性和開環(huán)頻率特性的關(guān)系 167。 57 閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性 167。 58 系統(tǒng)暫態(tài)特性和閉環(huán)頻率特性的關(guān)系 第五章 頻率特性法 學(xué)習(xí)重點(diǎn) ? 了解頻率特性的基本概念，掌握其不同的表示方法； ? 了解典型環(huán)節(jié)的頻率特性； ? 熟練掌握波德圖和奈氏圖的繪制方法； ? 理解和掌握奈氏穩(wěn)定判據(jù)，會用奈氏判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性； ? 熟練掌握系統(tǒng)穩(wěn)定裕量的物理含義和計(jì)算方法； ? 建立開環(huán)頻率特性和系統(tǒng)性能指標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系，能夠定性地分析 系統(tǒng)的性能 ； ? 了解閉環(huán)系統(tǒng)頻率特性及其和系統(tǒng)暫態(tài)特性的關(guān)系。 167。 51 頻率特性的基本概念 一 、 頻率特性的基本概念 二．頻率特性與傳遞函數(shù)的關(guān)系 一 、 頻率特性的基本概念 1． 頻率特性的提出 頻率分析法，從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，不必求解微分方程就可以預(yù)示出系統(tǒng)的性能。同時，又能指出如何調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)來得到預(yù)期的性能技術(shù)指標(biāo)。 它是 20世紀(jì) 30年代發(fā)展起來的一種經(jīng)典工程實(shí)用方法，是一種利用頻率特性進(jìn)行控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的圖解法，可方便的用于控制工程中的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)。 通過一 個例子來說明 頻率特性 的物理概念： 如圖 RC電路 tUu ?s in11 ?1u 2uRC2． 頻率特性的基本概念 輸入 為正弦信號： 1u表示為矢量式 : tjeUU ?11 ??輸入輸出總阻抗： CjRZ ?1??則系統(tǒng)輸出： CjCjRUU??1112 ?????一 、 頻率特性的基本概念 )()(11111111)(a r c t a n2212??????????jWeAeTTjRCjCjRCjUUjTj?????????? ???)(a r c t a n)()(11)(121222???????jWUUTjWUUTA??????????????其中： 一 、 頻率特性的基本概念 則 2． 頻率特性的基本概念 電路的 幅頻特性 ，是輸出量與輸入量的幅值比。 電路的 相頻特性 ，是輸出量與輸入量的相位差。 ? 是一個復(fù)數(shù)量， 不同，這個比值的幅值和相角不同，這個比值給出了不同頻率下，電路傳遞正弦信號的性能，把這個比值叫做 頻率特性 。 )( ?jW ?則系統(tǒng)輸出 Tjtj eTeUjWUU ???? a r c t a n2211211)( ?????? ??2． 頻率特性的基本概念 )a rc t a ns i n(1 221 TtTU ???????對于線性系統(tǒng)，當(dāng)輸入諧波函數(shù)時，輸出為同頻率的諧波函數(shù)。 一 、 頻率特性的基本概念 一言以蔽之 ： 系統(tǒng)對正弦輸入的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)與輸入頻率關(guān)系特性。 ① 頻率特性： 線性系統(tǒng)或環(huán)節(jié)在 正弦輸入作用 下，穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)與輸入信號的比值，與輸入信號頻率的關(guān)系特性稱為頻率特性， 記作 ，也稱為頻率響應(yīng)。 )( ?jW② 幅頻特性： 線性系統(tǒng)或環(huán)節(jié)在正弦輸入作用下穩(wěn)態(tài)輸出 幅值 與輸入 幅值 比值隨信號頻率的關(guān)系特性稱為幅頻特性。記作： 或 。 )(?A )( ?jW一 、 頻率特性的基本概念 2． 頻率特性的基本概念 稱為幅相頻率特性的極坐標(biāo)表達(dá)式。 ③ 相頻特性： 穩(wěn)態(tài)輸出與輸入信號的 相位差 隨輸入信號頻率變化的關(guān)系特性稱為相頻特性，記作： 或 。 )()()( ???? jeAjW ?二者結(jié)合在一起就表達(dá)了系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的頻率特性 。 )( ?jW?)(??一 、 頻率特性的基本概念 2． 頻率特性的基本概念 ④ 若將 寫成： 則 稱為 實(shí)頻特性 ， 稱為 虛頻特性 ， )()()( 22 ??? QPA ??)()(a rc t a n)(????PQ?而幅頻特性： 相頻特性 : )( ?jW )()()( ??? jQPjW ??)(?P )(?Q2． 頻率特性的基本概念 一 、 頻率特性的基本概念 （頻率法）： 是指以 頻率特性 為基礎(chǔ)對系統(tǒng)進(jìn)行分析研究的方法，它在分析設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)： ⑴頻率特性可通過實(shí)驗(yàn)方法獲得，可以方便地研究難以建立微分方程的復(fù)雜系統(tǒng)或環(huán)節(jié)。 ⑵簡化高階系統(tǒng)的分析計(jì)算工作，可以用簡單圖解法去分析設(shè)計(jì)。 ⑶通過時域與頻域性能指標(biāo)之間的關(guān)系、用頻率分析時域指標(biāo)（ ， ）等。 缺點(diǎn)有：對高階系統(tǒng)該方法是一種近似方法，但精度能保證工程需
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