用頻域特性法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性及改進(jìn)措施 課程設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 g? 處，若系統(tǒng)的開環(huán)增益增加到當(dāng)前增益的 gK 倍，則閉環(huán)系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。時(shí)， )()( ?? jHjG 曲線包圍 )0,1( j? 點(diǎn)，相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。其算式為 可見，相位裕量是指穿越頻率ω c處，使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)尚可附加的相角滯后量。顯然， )()( ?? jHjG曲線離 )0,1( j? 點(diǎn)越遠(yuǎn)，則系統(tǒng)越難出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，其相對(duì)穩(wěn)定性越好；反之，若 )()( ?? jHjG 曲線越靠近 )0,1( j? 點(diǎn)，則其相對(duì)穩(wěn)定性就越差；如果曲線穿過(guò) )0,1( j? 點(diǎn)，則系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。反之稱為負(fù)穿越。也就是在 s=0 點(diǎn)， Gk(s)不解析，若取奈氏路徑同上時(shí) (通過(guò)虛軸的包圍整個(gè) s 右半平面的半圓 )，不滿足柯西幅角定理。否則系統(tǒng)不穩(wěn)定。 jp 為 系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)，也是系統(tǒng)開環(huán)特征方程式的根。 開環(huán)頻率特性與閉環(huán)特征式之間的關(guān)系 ..... 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如上所示。 bode(a， b， c， d， iu， w)或 bode(num， den， w)，可利用指定的頻率矢 3 量繪制出系統(tǒng)的 Bode 圖。 bode(a， b， c， d)可繪制出系統(tǒng)的一組 Bode 圖，它們是針對(duì)多輸入 /多輸出連續(xù)系統(tǒng)的每個(gè)輸入的 Bode 圖。 用實(shí)驗(yàn)法確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù) MATLAB 包含了進(jìn)行控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)所必須 的工具箱函數(shù)。 對(duì)數(shù)頻率特性曲線 對(duì)數(shù)頻率 特性曲線又稱伯德圖由對(duì)數(shù)幅頻特性曲線和對(duì)數(shù)相頻特性曲線共同組成。頻率特性圖示方法是描述頻率 ? 從 ??0 變化時(shí)頻率響應(yīng)的幅值、相位與頻率之間關(guān)系的一組曲線，由于采用的坐標(biāo)系不同可分為兩類圖示法或常用的三種曲線：即極坐標(biāo)圖示法和對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖示法或幅相頻率特性曲線、對(duì)數(shù)頻率特性曲線和對(duì)數(shù) 幅相頻率特性曲線。穩(wěn)定性 目 錄 ..................................1 頻 率特性的定義 .................................... 1 頻率特性的幾何表示法 .............................. 1 幅相頻率特性曲線 ............................... 1 對(duì)數(shù)頻率特性曲線 ............................... 1 用 實(shí)驗(yàn)法確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù) ........................ 2 用頻率特性法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性 ........................ 3 開環(huán)頻率特性與閉環(huán)特征式之間的關(guān)系 .............. 3 相角變化量和系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)系 ..................... 4 奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù) ............................... 4 中含有積分環(huán)節(jié)的奈氏穩(wěn)定判據(jù) ................... 5 奈氏穩(wěn)定判據(jù)的使用表述及對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù) ........ 5 穩(wěn)定裕量與系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性 ..................... 6 ..........................................9 .........................................13 .......................................14 .........................................15 15 1 的介紹 系統(tǒng)頻率特性的表示方法很多，其本質(zhì)上都是一樣的，只是表示形式不同而已。奈氏圖 。頻率分析法通過(guò)分析開環(huán)頻率特性與閉環(huán)頻率特性之間的關(guān)系，進(jìn)而推導(dǎo)出奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，借助奈氏圖與伯德圖對(duì)開環(huán)系統(tǒng)頻率特性的分析，可清晰地判定其閉 環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。頻率特性可以由微分方程或傳遞函數(shù)求得，還可以用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。 邢臺(tái)學(xué)院物理系 《自動(dòng)控制理論》 課程設(shè)計(jì) 報(bào)告書 設(shè)計(jì)題目： 用頻域特性法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性 及改進(jìn)措施 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí) ： 3 學(xué)生姓名 : 許子永 學(xué) 號(hào) : 2021341323 指導(dǎo)教師 ： 樊炳航 2021 年 3 月 24 日 邢臺(tái)學(xué)院物理系課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 專業(yè)： 自動(dòng)化 班級(jí)： 3 學(xué)生姓名 許子永 學(xué)號(hào) 2021341323 課程名稱 自動(dòng)控制原理 設(shè)計(jì)題目 用頻域法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性及改進(jìn)措施 設(shè)計(jì)目的、主要 內(nèi)容（參數(shù)、方法）及要求 用頻域法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性 奈氏穩(wěn)定判據(jù) 奈氏圖，伯德圖 根據(jù)頻域法分析法原理對(duì)非穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn) 掌握用頻域法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性 工作量 2周 進(jìn)度安排 3月 11日到 3月 13日準(zhǔn)備材料 3月 14日到 3月 22日寫材料 3月 23日到 3月 24日制圖 主要參考資料 [1] 謝紅衛(wèi) . 現(xiàn)代控制系統(tǒng) . 高等教育出版社， 2021 [2] 胡壽松 . 自動(dòng)控制原理 . 科學(xué)出版社， 2021 [3] 黃忠霖 . 自動(dòng)控制原理的 MATLAB實(shí)現(xiàn) . 國(guó)防工
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