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1、自动控制原理第讲对数频率特性1现在学习的是第1页，共26页开环传递函数分解成典型开环传递函数分解成典型环节串连形式环节串连形式设典型环节频率特性设典型环节频率特性系统开环频率特性系统开环频率特性系统开环对数幅频特性系统开环对数幅频特性(取对数变乘为加取对数变乘为加)2现在学习的是第2页，共26页对数幅频对数幅频特性坐标特性坐标图图纵坐标均按线性分度纵坐标均按线性分度横坐标是角速率横坐标是角速率10倍频程，用倍频程，用dec 表示表示按按分度分度Bode图的坐标形式图的坐标形式(对数幅频特性对数幅频特性)10-210-1100101-40-30-20-1001020L()dB234横坐标刻度先疏
2、后密横坐标刻度先疏后密3现在学习的是第3页，共26页Bode图的坐标形式图的坐标形式(相频特性相频特性)相频相频特性坐标特性坐标图图纵坐标均按线性分度纵坐标均按线性分度横坐标是角速率横坐标是角速率10倍频程，用倍频程，用dec 表示表示按按分度分度-1800-1350-900-45000450900（）010-210-1100101横坐标刻度先疏后密横坐标刻度先疏后密4现在学习的是第4页，共26页完完整整图图二二合合一一-40-30-20-1001020L()dB-1800-1350-900-4500045090010-210-1100101Bode图的坐标形式图的坐标形式(对数频率特性对数频
3、率特性)5现在学习的是第5页，共26页（1）比例环节）比例环节 对数幅频和相频特性对数幅频和相频特性比例环节对数频率特性曲线比例环节对数频率特性曲线0K1()LwK1K=1传递函数：传递函数：频率特性频率特性最小相位典型环节最小相位典型环节典型环节的对数幅相频率特性典型环节的对数幅相频率特性 6现在学习的是第6页，共26页（2）积分环节）积分环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：对数幅频和相频特性对数幅频和相频特性（3）微分环节）微分环节对数幅频和相频特性对数幅频和相频特性斜斜率率7现在学习的是第7页，共26页0.10.20.410.0420040-20-40-6000-90090021
4、046010020400.018现在学习的是第8页，共26页1积分环节积分环节2微分环节微分环节对数频率对数频率特性曲线特性曲线9现在学习的是第9页，共26页积分环节积分环节L()G(s)=1s G(s)=10s0.2 G(s)=s100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100-20-20-20与与0分贝线交点频率？斜率？分贝线交点频率？斜率？10现在学习的是第10页，共26页 G(s)=S G(s)=2S G(s)=0.1S100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100+20+20+20微分微分环节环节L()与与0分贝线交点频率？斜率？分贝线交点频率？
5、斜率？11现在学习的是第11页，共26页（4）惯性环节）惯性环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：对数幅频特性对数幅频特性相频特性相频特性转角频率转角频率低频段低频段低频时的对数幅值曲线是一条低频时的对数幅值曲线是一条0分贝的直线分贝的直线高频段高频段高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为-20dB/dec的直线的直线12现在学习的是第12页，共26页高高频段频段斜率：斜率：L()20854210.5 0 000-26.60-0.97-450-3.01-63.40-7-760-78.70-830 -870-12.3-14.1-18.1-26()取转角频率
6、取转角频率13现在学习的是第13页，共26页 Bode DiagramFrequency(rad/sec)Phase(deg)Magnitude(dB)-25-20-15-10-5010-1100101-90-450渐近线渐近线 渐近线渐近线 精确曲线精确曲线 Exact curve精确曲线精确曲线 Asymptote 转角频率转角频率Corner frequency ()=-tg-1 惯性环节的对数频率特性曲线惯性环节的对数频率特性曲线 14现在学习的是第14页，共26页用渐近线表示时，引起的对数幅值误差用渐近线表示时，引起的对数幅值误差惯性环节对数幅频特性误差曲线惯性环节对数幅频特性误差曲
7、线(左右各十倍频程左右各十倍频程)10-1100101-3-2.5-2-1.5-1-0.50 T=1 转转角角处处误误差差最最大大3分分贝贝15现在学习的是第15页，共26页 G(s)=10.5s+1100 G(s)=s+5100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100惯性环节惯性环节L()-20-2026dB0o-30o-45o-60o-90o低频低频0分贝线重合？转角频率？分贝线重合？转角频率？16现在学习的是第16页，共26页（5）一次微分环节）一次微分环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：对数幅频特性对数幅频特性相频特性相频特性转角频率转角频率低频段低频段低频
8、时的对数幅值曲线是一条低频时的对数幅值曲线是一条0分贝的直线分贝的直线高频段高频段高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为20dB/dec的直线的直线17现在学习的是第17页，共26页Bode Diagram of G(jw)=jwT+1)T=0.1Frequency(rad/sec)Phase(deg)Magnitude(dB)051015202510010110204590一次微分环节的对数频率特性曲线一次微分环节的对数频率特性曲线 T=1 18现在学习的是第18页，共26页 G(s)=0.5s+10.03 G(s)=(2.5s+1)L()dB100.221
9、0.10dB2040-40-2020100一阶微分一阶微分L()0o+30o+45o+60o+90o+20+20低频低频0分贝线重合？转角频率？分贝线重合？转角频率？19现在学习的是第19页，共26页（6）振荡环节）振荡环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：20现在学习的是第20页，共26页转角频率转角频率低频段低频段低频时的对数幅值曲线是一条低频时的对数幅值曲线是一条0分贝的直线分贝的直线对数幅频特性：对数幅频特性：相频特性：相频特性：高频段高频段高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为40dB/dec的直线的直线21现在学习的是第21页，共26页振荡环
10、节振荡环节对数幅频特性曲线对数幅频特性曲线 幅频特性幅频特性与与 关系关系10-1100101-40-30-20-1001020dB 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.022现在学习的是第22页，共26页振荡环节对数相频特性曲线振荡环节对数相频特性曲线 相频特性相频特性与与 关系关系10-1100101-180-160-140-120-100-80-60-40-200deg 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.023现在学习的是第23页，共26页幅值误差幅值误差与与 关系关系10-1100101-6-4-202468101214dB 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0振荡环节对数幅频曲线以渐近线振荡环节对数幅频曲线以渐近线方式表示时引起的对数幅值误差方式表示时引起的对数幅值误差24现在学习的是第24页，共26页振荡环节振荡环节L()100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100-4025现在学习的是第25页，共26页振荡环节振荡环节再再分析分析0dBL()dB20lgk n r(0 0.707)-40 0 0.5 =0.5 0.5 友情提醒友情提醒:(n)=-90o?2nn22nS2Sk(s)G+=r26现在学习的是第26页，共26页