线性系统频域分析法.pptx

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1、第五章第五章 线性系统的频域分析法线性系统的频域分析法 开环频率特性曲线的绘制5-2 典型环节与5-3 频率域稳定判据5-5 闭环系统的频率域性能指标5-4 稳定裕度5-1 频率特性第1页/共111页5-1 频率特性频率特性例例:稳定的稳定的线性定常系统线性定常系统 ，求其在正，求其在正弦信号作用下的弦信号作用下的稳态输出稳态输出。第2页/共111页结论结论相角相差的同频率的正弦信号。如果输入是正弦信号,输出量的稳态分量是与输入的正弦信号幅值相差第3页/共111页频率特性的基本概念频率特性的基本概念幅频特性幅频特性：输出量的稳态分量与正弦输入的幅值比，记为：相频特性：输出量的稳态分量与正弦输入

2、的相位差。记为：频率特性：幅频特性和相频特性的统称。记为：第4页/共111页系统系统3 3种描述方法的关系（种描述方法的关系（P190P190）微分方程频率特性传递函数系统第5页/共111页最小相位系统最小相位系统若控制系统开环传递函数的所有零、极点都位于虚轴以及若控制系统开环传递函数的所有零、极点都位于虚轴以及s左半平面的系统（左半平面的系统（即即稳定的系统稳定的系统）。相频特性中相频特性中相角滞后最小相角滞后最小的叫最小相位系统的叫最小相位系统。第6页/共111页1.1.（P190P190）幅相幅相频率特性曲线频率特性曲线又称极坐标图、Nyquist曲线当频率从 变到 ，G(j)在复平面上

3、移动时留下频率曲线。画法：横坐标:频率特性的实部 纵坐标:频率特性的虚部第7页/共111页例:R-C网络幅相频率特性曲线uiuoRC第8页/共111页1.1.幅相频率特性曲线幅相频率特性曲线结论结论画法：横坐标:频率特性的实部 纵坐标:频率特性的虚部3)一般用箭头表示频率增大时幅相频率特性曲线的变化方向。1)向量的长度为频率特性的幅值；2)向量与实轴正方向的夹角等于频率特性的相角（逆时针为正）；第9页/共111页1.1.（P190P190）幅相幅相频率特性曲线频率特性曲线又称极坐标图、Nyquist曲线当频率从 变到 ，G(j)在复平面上移动时留下频率曲线。画法：横坐标:频率特性的实部 纵坐标

4、:频率特性的虚部二、频率特性的常用表示法 第10页/共111页例:R-C网络幅相频率特性曲线uiuoRC第11页/共111页2.（P190）对数频率特性曲线-伯德图横坐标：，对数分度将幅频特性与相频特性分开，分别绘制在上下对应的两幅图中。对数幅频特性曲线对数相频特性曲线横坐标：，对数分度第12页/共111页对数分度对数分度-以以 进行分度进行分度 1.非均匀刻度 2.相同倍频程距离相等 3.没有0点 半对数坐标纸 第13页/共111页2.（P190）对数频率特性曲线-伯德图纵坐标：单位分贝(dB)，线性分度纵坐标：单位度，线性分度横坐标：，对数分度，不均匀刻度对数幅频特性曲线对数相频特性曲线横

5、坐标：，对数分度，不均匀刻度第14页/共111页例例:R-C网络网络对数频率特性曲线对数频率特性曲线uiuoRC第15页/共111页对数频率特性曲线的优点对数频率特性曲线的优点 1.1.易观察频率易观察频率与幅值和相角的对应关系与幅值和相角的对应关系。2.2.横坐标是对数分度，使得横坐标是对数分度，使得频带展宽频带展宽。3.3.幅频特性幅频特性 的乘除运算可化的乘除运算可化 为加减运算为加减运算。第16页/共111页3.（P191）对数幅相曲线(尼科尔斯图)纵轴：横轴：dB-80-5-100-15-20-60-40-200-100T=0.5uiuoRC第17页/共111页5-2 典型环节与开环

6、频率特性曲线绘制比例环节比例环节一阶微分环节一阶微分环节二阶微分环节二阶微分环节积分环节积分环节惯性环节惯性环节振荡环节振荡环节第18页/共111页惯性环节振荡环节比例环节积分环节微分环节一阶微分环节二阶微分环节5-2 典型环节与开环频率特性曲线绘制第19页/共111页1.比例(放大)环节传递函数频率特性1）幅相曲线 K j 0 第20页/共111页1.比例(放大)环节传递函数频率特性2）对数频率特性曲线（Bode图）第21页/共111页2.积分环节频率特性积分环节频率特性传递函数频率特性0 j 1）幅相曲线 第22页/共111页2.积分环节频率特性积分环节频率特性传递函数频率特性2）对数频率

7、特性曲线（Bode图）第23页/共111页传递函数频率特性3.微分环节频率特性微分环节频率特性 j=0 01）幅相曲线 第24页/共111页传递函数频率特性3.微分环节频率特性微分环节频率特性2）对数频率特性曲线（Bode图）第25页/共111页积分环节和微分环节积分环节和微分环节对数频率特性曲线比较对数频率特性曲线比较积分环节和微分环节的积分环节和微分环节的传递函数互为倒数传递函数互为倒数，频频率特性率特性曲线斜率和相位移也相差一个负号曲线斜率和相位移也相差一个负号。对数幅频曲线关于对数幅频曲线关于0 dB线对称，对数相频曲线线对称，对数相频曲线0度线对称。即度线对称。即对称于横轴对称于横轴

8、。第26页/共111页4.惯性环节频率特性惯性环节频率特性传递函数频率特性幅相曲线 j1）幅相曲线 第27页/共111页4.惯性环节频率特性惯性环节频率特性2）对数频率特性曲线（Bode图）传递函数频率特性第28页/共111页传递函数频率特性5.一阶微分环节频率特性一阶微分环节频率特性1)幅相曲线 第29页/共111页2）对数频率特性曲线（Bode图）传递函数频率特性5.一阶微分环节频率特性第30页/共111页传递函数式中,T时间常数；z阻尼比 wn 自然振荡频率，1/T。6.振荡环节频率特性频率特性第31页/共111页1）幅相曲线6.振荡环节频率特性0j1自然频率 第32页/共111页0j1

9、振荡环节振荡环节G(j)的的谐振频率与谐振峰值谐振频率与谐振峰值（P195）自然频率 谐振频率谐振峰值第33页/共111页一阶微分环节惯性环节惯性环节和一阶微分环节对数频率特性曲线比较惯性环节和一阶微分环节的传递函数互为倒数，其对数幅频特性和相频特性则对称于横轴。第34页/共111页传递函数式中,T时间常数；z阻尼比 wn 自然振荡频率，1/T。6.振荡环节频率特性频率特性第35页/共111页0j1振荡环节振荡环节G(j)的的谐振频率与谐振峰值谐振频率与谐振峰值（P195）自然频率 谐振频率谐振峰值第36页/共111页2）对数频率渐近特性曲线（Bode图）P195第37页/共111页传递函数频

10、率特性7.二阶微分环节频率特性二阶微分环节频率特性1)幅相曲线 第38页/共111页2）对数频率渐近特性曲线（Bode图）7.二阶微分环节频率特性第39页/共111页振荡环节与二阶微分环节振荡环节与二阶微分环节对数频率渐近特性曲线比较第40页/共111页传递函数频率特性8.时滞环节频率特性j1)幅相曲线 j-非最小相位系统第41页/共111页传递函数频率特性8.时滞环节频率特性时滞环节频率特性2）对数频率特性曲线第42页/共111页典型环节与开环频率特性曲线的绘制典型环节与开环频率特性曲线的绘制开环幅相频率特性曲线开环对数频率特性曲线第43页/共111页三、开环幅相曲线的绘制三、开环幅相曲线的

11、绘制起点=0+、终点=；实轴的交点位置；变化范围（所在象限和单调性）。标准形式标准形式第44页/共111页例 0型单位反馈系统的开环传递函数为试概略绘制系统的开环幅相曲线。第45页/共111页例5-2（P198）I型单位反馈系统的开环传递函数为试概略绘制系统的开环幅相曲线。第46页/共111页例 II型单位反馈系统的开环传递函数为试概略绘制系统的开环幅相曲线。第47页/共111页开环幅相曲线绘制结论开环幅相曲线绘制结论2.2.终止点终止点1.1.起始起始点点3.3.与实轴的交点与实轴的交点4.4.K 值变化仅改变幅相曲线的值变化仅改变幅相曲线的幅值幅值以及与负以及与负实轴实轴交点交点的位置，的

12、位置，不改变幅相曲线的形状不改变幅相曲线的形状 第48页/共111页例：开环系统传递函数为：试画出该系统的Bode图。第49页/共111页开环开环对数对数幅频幅频特性曲线绘制步骤特性曲线绘制步骤 1.1.分解成典型环节乘积的形式分解成典型环节乘积的形式(尾尾“1 1”型型)；2.2.将各典型环节的将各典型环节的转折频率转折频率由低到高由低到高从左向右依次标注从左向右依次标注在横轴上，在横轴上，并设最小转折频率以左为低频段并设最小转折频率以左为低频段；3.3.根据根据 绘制低频段直线绘制低频段直线（P202）；4.4.从低频以后，沿频率增大的方向，从低频以后，沿频率增大的方向，每遇到一个转折频每

13、遇到一个转折频率就率就改变直线斜率，变化规律取决于改变直线斜率，变化规律取决于该转折频率该转折频率对应对应的典型环节种类的典型环节种类。5.5.修正修正。对于一阶项，在转折频率处的修正值为。对于一阶项，在转折频率处的修正值为3dB3dB；对于二阶项，在对于二阶项，在 处的修正值可由处的修正值可由 公式求出。公式求出。第50页/共111页例:已知开环传递函数为 试绘制系统的伯德图。第51页/共111页开环开环对数对数幅频幅频特性曲线绘制步骤特性曲线绘制步骤 1.1.分解成典型环节乘积的形式分解成典型环节乘积的形式(尾尾“1 1”型型)；2.2.将各典型环节的将各典型环节的转折频率转折频率由低到高

14、由低到高从左向右依次标注从左向右依次标注在横轴上，在横轴上，并设最小转折频率以左为低频段并设最小转折频率以左为低频段；3.3.根据根据 绘制低频段直线绘制低频段直线（P202）；4.4.从低频以后，沿频率增大的方向，从低频以后，沿频率增大的方向，每遇到一个转折频每遇到一个转折频率就率就改变直线斜率，变化规律取决于改变直线斜率，变化规律取决于该转折频率该转折频率对应对应的典型环节种类的典型环节种类。5.5.修正修正。对于一阶项，在转折频率处的修正值为。对于一阶项，在转折频率处的修正值为3dB3dB；对于二阶项，在对于二阶项，在 处的修正值可由处的修正值可由 公式求出。公式求出。第52页/共111

15、页五、利用开环对数五、利用开环对数渐近渐近幅频特性幅频特性确定确定最小相位系统最小相位系统的传递函数的传递函数1.1.确定系统确定系统积分积分或微分环节的个数（或微分环节的个数（根据低频段渐近线根据低频段渐近线斜率斜率 ）。）。2 2 .确定系统其他环节确定系统其他环节(根据转折频率前后斜率变化根据转折频率前后斜率变化 判断对应类型，判断对应类型，利用利用转折频率的倒数转折频率的倒数确定时间常数）确定时间常数）降降20dB/dec:20dB/dec:惯性环节惯性环节;升升20dB/dec:20dB/dec:一阶微分环节一阶微分环节降降40 dB/dec:40 dB/dec:振荡环节振荡环节;升

16、升40 dB/dec:40 dB/dec:二阶微分环节二阶微分环节 3.3.参数参数K K确定确定（根据低频段（根据低频段已知点已知点的坐标判断）的坐标判断）第53页/共111页上节重点内容回顾：上节重点内容回顾：五、五、利用开环对数利用开环对数渐近渐近幅频特性幅频特性确定确定最小相位系统最小相位系统的传递函数的传递函数1.1.确定系统确定系统积分积分或微分环节的个数（或微分环节的个数（根据低频段渐近线根据低频段渐近线斜率斜率 ）。）。2 2 .确定系统其他环节确定系统其他环节(根据转折频率前后斜率变化根据转折频率前后斜率变化 判断对应类型，判断对应类型，利用利用转折频率的倒数转折频率的倒数确

17、定时间常数）确定时间常数）降降20dB/dec:20dB/dec:惯性环节惯性环节;升升20dB/dec:20dB/dec:一阶微分环节一阶微分环节降降40 dB/dec:40 dB/dec:振荡环节振荡环节;升升40 dB/dec:40 dB/dec:二阶微分环节二阶微分环节 3.3.参数参数K K确定确定（根据低频段（根据低频段已知点已知点的坐标判断）的坐标判断）第54页/共111页-20 dB/dec0.00260dB例已知最小相位系统的对数幅频渐近特性曲线，求开环传递函数。10.10.010.0010.02-20dB/dec0.2-40dB/dec-60dB/dec524020-40d

18、B/dec第55页/共111页2005例：已知例：已知最小相位系统最小相位系统的对数幅频渐近特的对数幅频渐近特性曲线，求系统的开环传递函数性曲线，求系统的开环传递函数(要说明理由要说明理由)。dB/decdB/dec第56页/共111页例：例：已知最小相位系统的已知最小相位系统的BodeBode图如下图所示，求图如下图所示，求该系统的传递函数（该系统的传递函数（5 5分）分）。第57页/共111页5-3 频率域稳定判据频率域稳定判据频域稳定判据是根据频域稳定判据是根据开环系统开环系统频率特性频率特性曲线曲线判断判断闭环系统闭环系统的的稳定性稳定性。奈奎斯特稳定判据对数频率稳定判据 第58页/共

19、111页引入辅助函数引入辅助函数F(s)F(s)的零点为的零点为闭环传递函数的极点；闭环传递函数的极点；F(s)的极点为的极点为开环传递函数的极点；开环传递函数的极点；F(s)零极点个数零极点个数相同相同(均为均为n)；F(s)与与G(s)H(s)只差常数只差常数1。结论第59页/共111页 设F(s)是复变量s的单值有理函数，在s平面任一封闭曲线包围F(s)Z个零点和P个极点,且不经过F(s)的任一零点和极点。则 s 沿闭合路径顺时针方向转过一周时，F(s)平面内F(s)的曲线F逆时针包围原点的圈数：Nyquist 稳定判据的数学基础稳定判据的数学基础幅角原理幅角原理（P207）第60页/共

20、111页幅角映射的几何解释幅角映射的几何解释第61页/共111页说明：说明：幅角原理中幅角原理中R 的规定的规定第62页/共111页 闭合曲线闭合曲线 和和 的关系的关系第63页/共111页Nyquist稳定判据分析稳定判据分析Z:内的闭环极点数第64页/共111页 位于右半位于右半s平面上平面上的的开环开环 传递函数的极点个数传递函数的极点个数 位于右半位于右半s平面上的平面上的闭环闭环传递函数的极点个数传递函数的极点个数 设设闭合曲线闭合曲线包围包围整个右半整个右半s平面平面 闭合曲线闭合曲线 包围包围(-1,j0)点的圈数点的圈数 第65页/共111页 Nyquist稳定判据稳定判据(P

21、210)闭环系统稳定的充要条件是闭合曲线闭合曲线 不穿越 点，且逆时针包围 的圈数R 等于开环传递函数的正实部极点数P。简记：第66页/共111页1.当当G(s)H(s)无虚轴上的极点无虚轴上的极点 时时I:II:III:j闭合曲线 ：只需要绘制：只需要绘制的完整的的完整的开环幅相特性曲线开环幅相特性曲线即可即可。第67页/共111页 2.2.当当G(s)H(s)在虚轴上有极点在虚轴上有极点 时时 j0IV:I:II:III:IIIIIV闭合曲线闭合曲线 ：开环幅相曲线开环幅相曲线()，和和从从 开始，开始，顺时针转过顺时针转过 后到达后到达 的的半径无穷大半径无穷大虚线圆弧虚线圆弧。第68页

22、/共111页上节重点回顾上节重点回顾:一、一、Nyquist稳定判据稳定判据分分析析Z:内的闭环极点数第69页/共111页 位于右半位于右半s平面上平面上的的开环开环 传递函数的极点个数传递函数的极点个数 位于右半位于右半s平面上的平面上的闭环闭环传递函数的极点个数传递函数的极点个数 设设闭合曲线闭合曲线包围包围整个右半整个右半s平面平面 闭合曲线闭合曲线 包围包围(-1,j0)点的圈数点的圈数 第70页/共111页二、Nyquist稳定判据稳定判据(P210)闭环系统稳定的充要条件是闭合曲线闭合曲线 不穿越 点，且逆时针包围 的圈数R 等于开环传递函数的正实部极点数P。简记：第71页/共11

23、1页1.当当G(s)H(s)无虚轴上的极点无虚轴上的极点 时时I:II:III:j闭合曲线 ：只需要绘制：只需要绘制的完整的完整开环幅相特性曲线开环幅相特性曲线即可即可。第72页/共111页 2.2.当当G(s)H(s)在虚轴上有极点在虚轴上有极点 时时 j0IV:I:II:III:IIIIIV闭合曲线闭合曲线 ：开环幅相曲线开环幅相曲线()，和和从从 开始，开始，顺顺时针转过时针转过 后到达后到达 的的半径无穷大半径无穷大虚线圆弧虚线圆弧。第73页/共111页 例5-2：设系统开环传递函数为 应用Nyquist判据判别闭环系统的稳定性。第74页/共111页2.当 G(s)H(s)有虚轴上的极

24、点 时，在开环幅相特性曲线基础上，还要还要从 出发，以无穷大为半径，逆时针转过 后的虚线圆弧；箭头指向=0+。三、三、半闭合曲线半闭合曲线 (P208)(P208)的绘制的绘制1.当当G(s)H(s)无虚轴上的极点无虚轴上的极点 时，只需要绘制时，只需要绘制的的 开环幅相特性开环幅相特性曲线即可；曲线即可；第75页/共111页四、由半四、由半闭合曲线 求R 设设 为为半闭合曲线半闭合曲线 穿越穿越 点点左侧负实轴左侧负实轴的次数和的次数和，则，则j0(-1,j0)半次穿越负穿越正穿越其中：其中：N+：正穿越次数N-：负穿越次数，相角增大，相角减小第76页/共111页例：根据半例：根据半闭合曲线

25、 求R=2N第77页/共111页2002年考题：年考题：已知开环传递函数已知开环传递函数(、)，及其幅相曲线，判断各闭环系统的稳定性。，及其幅相曲线，判断各闭环系统的稳定性。第78页/共111页奈氏判据的应用奈氏判据的应用1.判断系统稳定性；2.求使系统稳定的参数K值的范围。第79页/共111页 例1：设系统的开环传递函数为 应用Nyquist判据判别闭环系统的稳定性。第80页/共111页 例5-2：设系统的开环传递函数为 试求使系统稳定的K值范围。第81页/共111页1.幅相曲线与幅相曲线与Bode图之间的对应关图之间的对应关系系Nyquist曲线曲线自上而下自上而下（自下而上自下而上）穿越

26、）穿越（-1，j0）点左侧负实轴点左侧负实轴相当于相当于Bode图中当图中当L()0dB时时相频特性曲线相频特性曲线自下而上自下而上（自上而下自上而下）穿越）穿越-180线。线。五、Bode图在Nyquist稳定判据中的应用对数频率稳定判据第82页/共111页2.对数频率稳定判据中半闭合曲线 绘制 :基础上基础上,()还要在还要在=0+处处，由下由下而上而上补画相角为补画相角为/2的虚线。的虚线。:的Bode图的Bode图第83页/共111页3.3.对数频率稳定判据中对数频率稳定判据中穿越次数穿越次数N 的计算的计算 N+:正穿越正穿越（自下而上）次数，相角增大（自下而上）次数，相角增大。N-

27、:负穿越负穿越（自上而下）次数，相角减小（自上而下）次数，相角减小。设设L()0dB时时相频特性曲线穿越相频特性曲线穿越-180线的次数为线的次数为N，其中：其中：第84页/共111页闭环系统稳定充要条件：闭环系统稳定充要条件：当当 时，在时，在开环对数幅频特性开环对数幅频特性在在L()0的频段内，相频特性曲线的频段内，相频特性曲线()穿越穿越-180-1800 0线线的次数的次数N=P/2。其中，P为为s平面右半部开环极点的数目。平面右半部开环极点的数目。4.对数频率稳定判据对数频率稳定判据 第85页/共111页N=-1闭环不稳定例例:对数频率稳定判据对数频率稳定判据1.开环特征方程有两个右

28、根，P=2N=1 闭环稳定2.开环特征方程有两个右根，P=2第86页/共111页正负穿越数之差N=0 闭环稳定例3:开环特征方程无右根，P=0对数频率稳定判据对数频率稳定判据第87页/共111页例例：一反馈控制系统，其开环传递函数为：一反馈控制系统，其开环传递函数为 试用对数频率稳定判据判断系统的稳定性。试用对数频率稳定判据判断系统的稳定性。解:第88页/共111页Nyquist曲线曲线自上而下自上而下（自下而上自下而上）穿越）穿越（-1，j0）点左侧负实轴点左侧负实轴相当于相当于Bode图中当图中当L()0dB时时相频特性曲线相频特性曲线自下而上自下而上（自上而下自上而下）穿越）穿越-180

29、线。线。第五章第五章 线性系统的频域分析法重点线性系统的频域分析法重点Nyquist稳定判据 与 对数频率稳定判据第89页/共111页半闭合曲线 绘制 :基础上基础上,()还要在还要在=0+处处，由下由下而上而上补画相角为补画相角为/2的虚线。的虚线。:的Bode图的Bode图=0+第90页/共111页例例：一反馈控制系统，其开环传递函数为：一反馈控制系统，其开环传递函数为 试用对数频率稳定判据判断系统的稳定性。试用对数频率稳定判据判断系统的稳定性。解:第91页/共111页临界稳定点临界稳定点|G(j)H(j)|=1 G(j)H(j)=-180o0j1-1G(j)H(j)5-4 稳定裕度(相对

30、稳定性)第92页/共111页1.相角裕度与相角裕度与截止频率截止频率0jj(wc)截止频率截止频率 ：开环频率特性：开环频率特性幅值为幅值为1 1对应的频率对应的频率。相角裕度相角裕度 ：当：当 时时对应的相角对应的相角与与临界稳定相角临界稳定相角-1800之间之间的差角的差角。1-1截止频率相角裕度第93页/共111页例：负相角裕度例：负相角裕度 第94页/共111页穿越频率穿越频率 ：当系统开环幅相曲线与负实轴相交当系统开环幅相曲线与负实轴相交时对应的频时对应的频率。率。幅值裕度幅值裕度 ：穿越频率穿越频率时的时的幅值幅值需要放大多少倍才能到达到需要放大多少倍才能到达到临界稳定幅值临界稳定

31、幅值1 1。2.幅值裕度与穿越频率幅值裕度与穿越频率0jj(wc)1-1第95页/共111页例：负幅值裕度例：负幅值裕度第96页/共111页5-5 闭环频率特性闭环频率特性与与时域性能指标时域性能指标的关系的关系单位反馈系统 第97页/共111页1.闭环幅频特性的零频闭环幅频特性的零频(幅幅)值值:2.带宽频率带宽频率 ：闭环幅值减小到闭环幅值减小到零频值零频值以下以下3dB，即到即到 =0.707 dB 时的频率。时的频率。0b，称为频带宽度，称为频带宽度。3.3.谐振频率谐振频率 4.4.谐振峰值谐振峰值 一、闭环频率特性指标一、闭环频率特性指标(P217)第98页/共111页1.与系统的

32、型别 之间的关系对于单位负反馈系统，因为型与稳态误差有联系。根据因为型与稳态误差有联系。根据 是否为是否为1 1可以判可以判断系统是无差稳态误差断系统是无差稳态误差。二、闭环幅频特性与时域性能指标的关系二、闭环幅频特性与时域性能指标的关系第99页/共111页2.闭环闭环二阶系统二阶系统性能指标与时域性能指标的关系性能指标与时域性能指标的关系R(s)C(s)_一定时，一定时，与与 成反比，成反比，则则 高的系统，其响应速度快。高的系统，其响应速度快。第100页/共111页2.闭环闭环二阶系统二阶系统性能指标与时域性能指标的关系性能指标与时域性能指标的关系R(s)C(s)_一定时，一定时，与与 成

33、反比，成反比，即即 高的系统，其响应速度快。高的系统，其响应速度快。第101页/共111页3.高阶系统的性能指标经验公式(P228有用但不需背）第102页/共111页第五章第五章 线性系统的频域分析法线性系统的频域分析法重点回顾重点回顾1.开环频率特性曲线的绘制2.频率域稳定判据应用3.稳定裕度的计算第103页/共111页-20 dB/dec-40dB/decdB 补充题：例已知最小相位系统对数幅频渐近特性曲线，求开环传递函数。-40dB/dec第104页/共111页补充补充:5-65-6开环频率特性开环频率特性与与时域性能指标时域性能指标的关系的关系 三频段理论1.低频段与稳态性能低频段与稳

34、态性能2.中频段与动态性能中频段与动态性能3.高频段与高频段与抑制噪声抑制噪声第105页/共111页通常是指 的渐近曲线在第一个转折频率以前的区段，这一段的特性完全由积分环节积分环节和开环增益开环增益决定。1.开环频率特性的开环频率特性的低频段低频段例结论结论:低频段与系统型有关，低频段与系统型有关，因此低频段决定了系统稳态性能。因此低频段决定了系统稳态性能。第106页/共111页2.开环频率特性的开环频率特性的中频段中频段指指 穿过穿过0dB线线(即即 附近附近)的频段的频段，其斜率及宽度，其斜率及宽度(中频段长度中频段长度)集中反映了集中反映了动态性动态性能能。例例:第107页/共111页

35、中频段与动态性能的关系（中频段与动态性能的关系（P228）第108页/共111页 高频段指高频段指L()曲线在中频段以后的区段，反映出系统的曲线在中频段以后的区段，反映出系统的低通滤波低通滤波特性，形成了系特性，形成了系统对统对高频干扰信号的抑制能力高频干扰信号的抑制能力。3.开环频率特性的开环频率特性的高频段高频段例：第109页/共111页补充例：如图分析典型开环对数幅频渐近特性与动态补充例：如图分析典型开环对数幅频渐近特性与动态性能指标的关系。设计中频段的性能指标的关系。设计中频段的 。-20 dB/dec-40dB/decdB-40dB/dech第110页/共111页感谢您的观看！第111页/共111页