控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析課程設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-12 06:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 函數(shù)及大量對控制系統(tǒng)進行時域分析的函數(shù) (covar、initial、 Isim) (2)、頻域分析法 控制系統(tǒng)的頻率特性反應(yīng)的是系統(tǒng)對正弦輸入信號的響應(yīng)性能。頻域分析法是一種圖解分析法，它依據(jù)系統(tǒng)頻率特性對系統(tǒng)的性能 (如穩(wěn)定性、快速性和準確性 )進行分析。頻率特性是控制系統(tǒng)和的一 種數(shù)學(xué)模型，可用三種圖形對頻率特性進行描述，即幅相頻率特性曲線 (又稱極坐標或 Nyquist曲線 )，對數(shù)頻率特性同線 (又稱 Bode圖 )、對數(shù)幅相頻率特性曲線 (2Z稱 Nichols曲線 )。對數(shù)幅相圖也稱 Nichols圖，它是將對數(shù)幅頻特性和相頻特性兩張圖在角頻率為參變量的情況下合成為一張圖， Bode圖由對應(yīng)對數(shù)幅頻特性和對應(yīng)對數(shù)相頻特性的兩張圖組成，為了使系統(tǒng)滿足一定的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)要求，對開環(huán)對數(shù)幅頻特性和形狀有如下要求：低頻段要有一定的．高度和斜率；中頻段的斜率最好為一 20dB／ dee，且具有足夠的寬度；高頻段 采用迅速衰減的特性，以抵制不必要的高頻干擾， Nichols圖通常與等 M 圓 (等幅 值圓 )和等 N圓 (等相角圓 )一起使用，從開環(huán)頻率特性獲得閉環(huán)頻率特性。 最小相位系統(tǒng)的幅頻相頻特性之間存在惟一的對應(yīng)關(guān)系，利用Nyquist穩(wěn)定判據(jù)，可由開環(huán)頻率特性判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，用相角裕度和幅值裕度來反映系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。利用等 M 圓和 N圓，可 由開環(huán)頻率特性判別閉環(huán)頻率特性，進而定性或定量地對系統(tǒng)時域響應(yīng)進行分析。 MATLAB提供了繪制系統(tǒng) Bode圖的函數(shù) bode()、繪制系統(tǒng)的 Nichols圖的函數(shù) nichlos()、繪制系統(tǒng)的極坐標圖的函數(shù)nyquist()。 MATLAB還提供了用于計算系統(tǒng)穩(wěn)定裕度的函數(shù) margin以及繪制等 M 圓和等 N圓的函數(shù) ngrid()。 ngrid()對于用 nichlos函數(shù)繪制的 Nichols曲線，繪制的相應(yīng)的等 M 圓和等 N圓，均為虛線圓，并提供有關(guān)的對數(shù)幅值和相位值。 頻域分析法是應(yīng)用頻率特性研究自動控制系統(tǒng)的一種經(jīng)典方法。當(dāng)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)表達式不知道時，就無法應(yīng)用代數(shù)判據(jù)或根軌跡法判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此時應(yīng)用頻率穩(wěn)定判據(jù)就非常方便。 (3)根軌跡分析法 由 開環(huán)傳遞函數(shù)來直接尋求閉環(huán)特征根的軌跡的總體規(guī)律，而無需求解高階系統(tǒng)的特征根
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