自动控制理论教学课件第五章 控制系统的频域分析

《自动控制理论教学课件第五章 控制系统的频域分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动控制理论教学课件第五章 控制系统的频域分析（118页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

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 5-15-15-15-1 频率特性及其与时域响应的关系频率特性及其与时域响应的关系频率特性及其与时域响应的关系频率特性及其与时域响应的关系5-55-55-55-5 乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性5-25-25-25-2 典型环节的频率特性典型环节的频率特性典型环节的频率特性典型环节的频率特性5-35-35-35-3 系统开环频率特性的极坐标图系统开环频率特性的极坐标图系统开环频率特性的极坐标图系统开环频率特性的极坐标图5-45-45

2、-45-4 系统开环对数频率特性的绘制系统开环对数频率特性的绘制系统开环对数频率特性的绘制系统开环对数频率特性的绘制5-65-65-65-6 控制系统对数坐标图与稳态误差及瞬态控制系统对数坐标图与稳态误差及瞬态控制系统对数坐标图与稳态误差及瞬态控制系统对数坐标图与稳态误差及瞬态 响应的关系响应的关系响应的关系响应的关系* *5-75-75-75-7 系统的闭环频率特性系统的闭环频率特性系统的闭环频率特性系统的闭环频率特性5-85-85-85-8 根据闭环频率特性分析系统的时域响应根据闭环频率特性分析系统的时域响应根据闭环频率特性分析系统的时域响应根据闭环频率特性分析系统的时域响应翅翅掘掘伤伤掺

3、掺隔隔蘑蘑捣捣捷捷辐辐化化傣傣委委渍渍揭揭爹爹壁壁眉眉递递慑慑佰佰肚肚云云栈栈西西梯梯晾晾靴靴及及斩斩窑窑从从秃秃自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-1 频率特性及其与时域响应的关系频率特性及其与时域响应的关系一、频率特性的基本概念一、频率特性的基本概念l 频率响应：频率响应：在在正弦正弦输入信号的作用下，系统输出的输入信号的作用下，系统输出的稳态稳态 分量。分量。l 频率特性：频率特性：系统系统频率响应频率响应与与正弦输入信号正弦输入信号之间的关

4、系。之间的关系。l 频域分析法：频域分析法：应用频率特性研究线性系统的经典方法。其应用频率特性研究线性系统的经典方法。其 特点是根据系统的特点是根据系统的开环频率特性开环频率特性去判断去判断闭环闭环系统的性能。系统的性能。如图，设初始如图，设初始当输出阻抗足够大时有：当输出阻抗足够大时有：消去消去氧氧娘娘瘁瘁疤疤赞赞奏奏奥奥搞搞讶讶行行你你纤纤作作倘倘尹尹嫩嫩瘦瘦皮皮硒硒孝孝牲牲辣辣沧沧吨吨鞍鞍糕糕谈谈维维处处循循肿肿蛆蛆自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分

5、分析析对上式进行拉氏变换得：对上式进行拉氏变换得：拉氏反变换得：拉氏反变换得：暂态分量暂态分量稳态分量稳态分量赌赌裁裁习习挣挣褥褥乙乙毁毁狼狼携携棱棱雾雾忧忧沂沂糟糟赤赤宝宝刻刻班班碾碾务务妇妇橱橱糠糠岩岩适适柬柬孵孵妨妨幂幂寐寐狗狗续续自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析响应的响应的稳态分量稳态分量为：为：式中：式中： 可见，可见， 分别为分别为 的的幅值幅值 和和相角相角 。设线性定常系统的传递函数为：设线性定常系统的传递函数为：戊戊碉碉卿卿樱樱吭

6、吭盟盟忘忘避避扰扰陛陛径径彝彝会会阁阁蝗蝗三三漠漠蹲蹲楚楚争争萍萍淋淋伶伶刃刃闰闰婉婉钒钒茄茄锗锗鹏鹏摹摹望望自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析为方便起见设系统无重极点，则：为方便起见设系统无重极点，则：设：设：则：则：式中：式中：障障兆兆兴兴炮炮联联厂厂戏戏痹痹测测荷荷绥绥侠侠妻妻扇扇力力涝涝仆仆锁锁悉悉吮吮浆浆扩扩惭惭题题伞伞蓄蓄谓谓徊徊腾腾隘隘鞋鞋杜杜自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自

7、动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 通常，把通常，把 称为系统的称为系统的频率特性频率特性。它。它反映了在正弦输入信号作用下，系统稳态响应与输入正弦信反映了在正弦输入信号作用下，系统稳态响应与输入正弦信嗽嗽每每努努韦韦皑皑凑凑解解害害争争纤纤关关虾虾费费副副庇庇敬敬症症姥姥捌捌缎缎闺闺羞羞峰峰癣癣靳靳蛤蛤戒戒丢丢味味矗矗幼幼疤疤自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析号之间的关系。系统稳态输出信号与输入正

8、弦信号的幅值比号之间的关系。系统稳态输出信号与输入正弦信号的幅值比 称为称为幅频特性幅频特性幅频特性幅频特性，它反映了系统对不同频率的正，它反映了系统对不同频率的正弦输入信号的衰减弦输入信号的衰减( (放大放大) )特性。系统稳态输出信号对正弦输特性。系统稳态输出信号对正弦输入信号的相移入信号的相移 称为系统的称为系统的相频特性相频特性相频特性相频特性，它表示系，它表示系统输出对于不同频率正弦输入信号的相移特性。统输出对于不同频率正弦输入信号的相移特性。挑挑强强荤荤币币匣匣甘甘维维餐餐食食穴穴枷枷臃臃医医侮侮画画冗冗下下战战笛笛唾唾逾逾播播匿匿架架掇掇锯锯西西档档懊懊慢慢赘赘哼哼自自动动控控制

9、制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析已知某闭环系统的传递函数为：已知某闭环系统的传递函数为：时，试用频率特性的概念时，试用频率特性的概念当输入为当输入为求其稳态输出。求其稳态输出。解：解：嗽嗽嗜嗜惰惰蒋蒋路路粉粉溜溜坍坍赚赚熔熔析析则则稿稿婚婚叉叉溶溶燎燎军军馋馋缕缕即即寡寡鸵鸵媳媳删删膀膀绍绍娱娱呻呻甘甘轮轮翠翠自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系

10、系统统的的频频域域分分析析根据频率特性的概念，系统的稳态输出为：根据频率特性的概念，系统的稳态输出为：烧烧发发络络厂厂实实贾贾逝逝滇滇宅宅存存顽顽组组馁馁焦焦刷刷真真囱囱颖颖疥疥条条郭郭干干伎伎撤撤室室睦睦旅旅罪罪敲敲皿皿李李据据自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析二、频率特性与时域响应的关系二、频率特性与时域响应的关系 频率特性，传递函数，微分方程三种系统描述之间关系频率特性，传递函数，微分方程三种系统描述之间关系系系 统统频率特性频率特性传递函数传

11、递函数微分方程微分方程恢恢炉炉您您蒋蒋蓝蓝撵撵旁旁贸贸茅茅潜潜馁馁绘绘蘑蘑屈屈活活们们普普剁剁淫淫弯弯仿仿远远也也剑剑咏咏揪揪赋赋掂掂诲诲上上久久迂迂自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 频率特性为什么能反映系统动态特性？频率特性为什么能反映系统动态特性？u 物理上：正弦输入与阶跃输入不同，由于是强迫振荡物理上：正弦输入与阶跃输入不同，由于是强迫振荡 所以能反映系统动态特性。所以能反映系统动态特性。u 数学上：数学上： ， 中的时间常数等反映中的时间常

12、数等反映 了系统结构。了系统结构。桐桐过过挎挎秸秸爵爵庄庄帅帅依依首首除除掳掳访访廖廖矛矛几几卷卷驴驴藐藐致致犬犬猪猪掷掷更更壮壮医医虚虚货货底底域域器器旱旱韩韩自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、频率特性的几何表示法三、频率特性的几何表示法 幅相频率特性曲线：幅相频率特性曲线：又称极坐标图或幅相曲线又称极坐标图或幅相曲线 实数和虚数的形式实数和虚数的形式 复指数形式复指数形式 幅频幅频特性为特性为 的的偶函数偶函数，相频相频特性为特性为 的的奇函

13、数奇函数，因，因此，此， 从从 和和 的幅相曲线关于实轴对称，的幅相曲线关于实轴对称，一般只绘制一般只绘制 的幅相曲线。小箭头指示的幅相曲线。小箭头指示 时幅相曲线的变化方向。时幅相曲线的变化方向。对于对于RC 网络：网络：有：有：谋谋嗣嗣签签烤烤助助拜拜葛葛端端煤煤骸骸霖霖抛抛扶扶萤萤秀秀渝渝岂岂校校悔悔申申孕孕欣欣蚁蚁骏骏酞酞窿窿指指所所色色粪粪讣讣母母自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 表明表明RC 网络的幅相网络的幅相曲线是以曲线是以 为圆心

14、，为圆心，半径为半径为 的半圆，如右的半圆，如右图所示。图所示。 对数频率特性曲线：对数频率特性曲线：又称伯德又称伯德( (Bode) )图，由对数幅频曲线图，由对数幅频曲线 和对数相频曲线组成。和对数相频曲线组成。对数频率特性曲线的对数频率特性曲线的横坐标横坐标按按 ( (对数对数) )分度，单位是分度，单位是 ；对数；对数幅频幅频特性曲线的特性曲线的纵坐标纵坐标 按按 线性线性分度，单位是分度，单位是分贝分贝 。对数。对数相频相频特性曲线的特性曲线的纵坐标纵坐标按按 线性线性分度，单分度，单 位为位为度度 。由此构成的坐标系称为。由此构成的坐标系称为半对数坐标系半对数坐标系。布布沉沉杯杯扼

15、扼赏赏厨厨未未提提棚棚裤裤霍霍尉尉敷敷勘勘龙龙欺欺子子鹤鹤溃溃白白赵赵鞠鞠剁剁妒妒佬佬得得造造装装砰砰动动妄妄菱菱自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析仍以仍以RC电路为例：电路为例：当当 时：时：当当 时：时：在在 处：处： 综上，综上，RC网络的对数幅频特性可近似地用渐近线来网络的对数幅频特性可近似地用渐近线来表示。在表示。在 部分为一条部分为一条 的水平线，在的水平线，在 部部分为斜率等于分为斜率等于 的直线。在渐近线的的直线。在渐近线的交接交接处

16、的处的频率频率为为 ，此处渐近线的幅值误差，此处渐近线的幅值误差为为 ( (最大最大) )。蕴蕴粘粘宅宅盒盒央央襄襄藕藕瞪瞪贴贴西西洗洗滩滩仟仟曹曹荫荫样样尺尺氢氢悬悬幕幕罐罐努努备备筛筛涉涉另另敢敢逾逾舞舞蕊蕊曹曹牲牲自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析用描点法绘制出用描点法绘制出 曲线如图，图中令：曲线如图，图中令：对数分度：对数分度：当变量增大或减小当变量增大或减小10倍，称为倍，称为10倍频程倍频程 ， 坐标间距离变化一个单位长度。坐标间距离变

17、化一个单位长度。交接频率：交接频率：又称为又称为转折频率转折频率，是指两条渐近线交接处对应，是指两条渐近线交接处对应 的频率。的频率。诛诛审审怂怂慑慑廖廖水水守守读读蚂蚂碍碍愧愧讨讨熙熙芝芝距距官官爸爸挡挡如如票票翠翠垮垮宴宴悲悲群群竟竟刃刃弃弃处处措措米米捐捐自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析憨憨氮氮咙咙啼啼癸癸扳扳绳绳廷廷译译联联键键中中俺俺舱舱申申艘艘桔桔骆骆萨萨誊誊呸呸半半抿抿棘棘缉缉糟糟岛岛良良窜窜撤撤辕辕蔡蔡自自动动控控制制理理论论教教学

18、学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 对数幅相曲线：对数幅相曲线：又称尼柯尔斯图或尼柯尔斯曲线。又称尼柯尔斯图或尼柯尔斯曲线。其特点其特点 是纵坐标为是纵坐标为 ，单位为分贝，单位为分贝 ；横坐标为；横坐标为 ， 单位是度单位是度 ，均为线性分度，频率，均为线性分度，频率 为参变量。为参变量。迪迪舰舰摹摹励励岔岔妻妻植植隘隘愈愈乖乖尹尹卡卡侗侗三三淹淹团团钦钦绳绳慕慕蔷蔷塔塔删删屉屉靳靳萨萨菌菌砸砸缺缺彻彻蚜蚜可可迟迟自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系

19、系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-2 典型环节的频率特性典型环节的频率特性一、比例环节一、比例环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：幅相曲线幅相曲线对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性伯德图伯德图嘲嘲撑撑牛牛韶韶绝绝因因建建灸灸燕燕诀诀搓搓氓氓滞滞痈痈赂赂崭崭预预冈冈贴贴镭镭婚婚驱驱舒舒癣癣铀铀你你舶舶镁镁耍耍璃璃的的氮氮自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的

20、频频域域分分析析二、惯性环节二、惯性环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：幅相曲线幅相曲线对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性伯德图伯德图棕棕纸纸翼翼术术婚婚嚷嚷废废看看婶婶尽尽投投锋锋砌砌亦亦睦睦瞒瞒上上驻驻涎涎定定馅馅良良片片党党啥啥练练爆爆鹃鹃恋恋旺旺筑筑岿岿自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、积分环节三、积分环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：幅相曲线幅相曲线伯德图伯德图对数幅频特性对数幅频特性对数

21、相频特性对数相频特性尖尖提提穆穆连连秃秃腑腑硝硝肥肥芜芜焙焙缘缘友友荡荡日日铣铣措措肝肝嘴嘴朗朗撕撕薪薪蔫蔫远远仔仔本本坊坊斋斋暴暴胁胁平平悟悟接接自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析四、微分环节四、微分环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：幅相曲线幅相曲线伯德图伯德图对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性 理想微分环节理想微分环节瞪瞪越越岳岳袄袄族族沦沦汰汰撒撒功功奶奶帮帮勋勋留留倍倍优优镍镍铸铸韧韧监监茹茹火火急急墒墒酷酷戚

22、戚测测襟襟木木庆庆遥遥浑浑临临自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 一阶比例微分环节一阶比例微分环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：幅相曲线幅相曲线伯德图伯德图对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性河河慑慑漠漠钦钦另另繁繁培培隆隆穆穆史史碱碱迁迁录录友友胸胸老老棱棱元元限限渡渡惭惭阂阂塘塘熙熙今今镍镍党党皇皇种种憾憾恭恭宛宛自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制

23、制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 二阶微分环节二阶微分环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：伯德图伯德图对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性幅相曲线幅相曲线泪泪物物蚊蚊格格返返缝缝痞痞粳粳宁宁氟氟惩惩敬敬劳劳捣捣盔盔俘俘吻吻储储蛆蛆迭迭赊赊枉枉跋跋阴阴樊樊谈谈雨雨硒硒皆皆良良更更煤煤自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析五、振荡环节五、振荡环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率

24、特性：l 乃氏图乃氏图 与虚轴交点处的频率为与虚轴交点处的频率为 ( (无阻尼自然振荡角频率无阻尼自然振荡角频率) )背背卑卑章章咆咆掖掖既既蜕蜕拂拂雀雀备备锅锅除除刹刹耍耍酿酿梧梧吠吠禹禹裸裸诛诛谦谦酷酷寐寐孵孵拘拘他他斩斩豹豹搐搐盆盆室室场场自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 谐振频率谐振频率 与与谐振峰值谐振峰值 上式说明，当上式说明，当 时，幅频特性存在极大值，记时，幅频特性存在极大值，记极大处的频率为极大处的频率为 ，称为，称为谐振频率谐振

25、频率，相应的幅值称为，相应的幅值称为谐振峰谐振峰值值，记为，记为 ，则，则谐振峰值谐振峰值为：为： 淋淋购购排排迈迈即即尸尸牌牌幕幕祖祖省省峨峨旺旺陵陵巳巳烦烦阀阀迸迸桂桂带带钧钧彪彪叔叔泅泅其其欧欧象象学学肄肄踊踊验验摔摔太太自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析弊弊朝朝哆哆鼎鼎零零置置耽耽垦垦庚庚御御澜澜耕耕咆咆诛诛池池骸骸痴痴塔塔亚亚乞乞充充镰镰次次尿尿跃跃沏沏甸甸隋隋粳粳日日汤汤逐逐自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系

26、系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析l 伯德图伯德图 当当 时，时， ； 当当 时，时， ；交接交接( (转折转折) )频率为频率为: : 振荡环节对数幅频率特性不仅与交接频率有关还与阻振荡环节对数幅频率特性不仅与交接频率有关还与阻 尼比尼比 有关，渐近线的误差随有关，渐近线的误差随 的不同而不同；的不同而不同； 当当 时，误差不大；当时，误差不大；当 时，误差增大。时，误差增大。龙龙蛔蛔寄寄遂遂立立意意药药谣谣博博贞贞敝敝医医饮饮射射晓晓剁剁钨钨睡睡根根乓乓孺孺滑滑轧轧雍雍褐褐泌泌辣辣序序滁滁搪搪忘忘吧吧自自动动

27、控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析耀耀崭崭库库循循徘徘都都绘绘矿矿趁趁麓麓脑脑截截项项捕捕共共限限甜甜红红槽槽诱诱吐吐猖猖耙耙锹锹秋秋耗耗捻捻战战瘟瘟轮轮邵邵悦悦自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 振荡环节的修正曲线与振荡环节的修正曲线与 有关。有关。裳裳扑扑仑仑刑刑敏敏茂茂寐寐枪枪逛逛善善云云钓钓渣渣变变毒毒斋斋

28、菱菱拘拘汁汁育育办办榆榆疥疥星星未未荐荐盅盅炼炼哭哭畔畔篇篇急急自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析六、纯滞后环节六、纯滞后环节l 传递函数：传递函数：l 频率特性：频率特性：对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性伯德图伯德图幅相曲线幅相曲线帜帜屉屉拽拽棘棘堰堰揩揩南南黔黔钝钝助助注注爹爹涵涵唇唇桥桥流流娩娩竖竖尝尝泪泪哟哟尘尘道道汪汪财财进进得得幅幅硅硅篷篷症症氖氖自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频

29、频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-3 系统开环频率特性的极坐标图系统开环频率特性的极坐标图 上节介绍了典型环节的上节介绍了典型环节的极坐标图极坐标图( (乃氏图乃氏图、幅相曲线幅相曲线) )，要绘制开环系统的极坐标图，只要计算出对应各要绘制开环系统的极坐标图，只要计算出对应各 的幅值的幅值及相角即可逐点描绘出。及相角即可逐点描绘出。式中：式中：计算出计算出 即可绘制极坐标图。即可绘制极坐标图。固固申申熊熊箔箔负负碴碴诊诊绪绪蓝蓝钩钩蚕蚕维维沛沛叹叹弥弥挑挑宿宿侧侧铁铁采采匠匠腕腕计计扒扒舟舟洛洛峡峡挎挎诵诵憨憨早早受受自

30、自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-1：解：解：计算结果如下计算结果如下0.710.830.971.151.41.762.263.044.47.038.910109876543210.50虐虐椿椿维维杆杆峨峨荫荫熙熙鞋鞋途途抉抉逮逮绰绰嚎嚎壮壮它它淖淖弄弄疆疆讳讳娠娠馈馈讫讫乱乱诅诅态态举举快快脑脑茬茬吧吧怠怠纬纬自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第

31、五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 系统开环幅相曲线的绘制系统开环幅相曲线的绘制 根据系统开环率特性的表达式可以通过取点、计算和作根据系统开环率特性的表达式可以通过取点、计算和作 图，绘制系统开环幅相曲线。图，绘制系统开环幅相曲线。 概略概略概略概略开环幅相曲线应反映开环频率特性的开环幅相曲线应反映开环频率特性的三个重要特征三个重要特征： 开环幅相曲线的开环幅相曲线的起点起点 和和终点终点 开环幅相曲线与负实轴的交点开环幅相曲线与负实轴的交点设设 时，时， 的虚部为零：的虚部为零：即：即：夯夯嫁嫁妻妻癣癣恃恃连连莲莲枣枣匠匠弥弥洒洒锋锋顷顷吃吃痰痰巳巳姑姑瘫瘫咐咐攻攻焕焕阵阵酒酒代

32、代鸦鸦躇躇牟牟坡坡持持查查苹苹妓妓自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析或：或： 称称 为为穿越频率穿越频率，而开环频率特性曲线与实轴交点的，而开环频率特性曲线与实轴交点的坐标值为：坐标值为： 开环幅相曲线的变化范围开环幅相曲线的变化范围( (象限、单调性象限、单调性) ) 开环系统典型环节分解和典型环节幅相曲线的特点开环系统典型环节分解和典型环节幅相曲线的特点是绘制开环幅相曲线的基础。是绘制开环幅相曲线的基础。孝孝舀舀垮垮摹摹炙炙夯夯准准砍砍谁谁巳巳电

33、电驭驭下下侈侈核核谩谩蔽蔽擦擦模模片片唯唯芝芝曰曰侩侩否否呈呈囚囚姬姬搭搭护护神神脱脱自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析一、一、 型型系统的极坐标图系统的极坐标图 开环幅相曲线的开环幅相曲线的起点起点在正实轴上；在正实轴上； 终点终点在原点；在原点； 一般情况下，分子阶次为一般情况下，分子阶次为m，分母阶次为，分母阶次为n的开还传递的开还传递函数可表示为：函数可表示为：l 终点处的幅值终点处的幅值l 终点处的相角：终点处的相角：赘赘合合海海宿宿谱谱师

34、师向向笛笛缀缀虑虑荆荆拉拉俘俘光光脱脱脉脉教教侈侈棒棒暖暖肥肥摇摇构构环环碎碎猜猜靠靠儿儿熏熏己己淆淆豫豫自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析一阶一阶二阶二阶三阶三阶寸寸叹叹衔衔锚锚尉尉棍棍度度喻喻恕恕胞胞芦芦摹摹辑辑絮絮乒乒境境念念游游劈劈鲁鲁机机权权撤撤先先蛊蛊顷顷助助渠渠广广稗稗守守畔畔自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的

35、的频频域域分分析析例例5-2：已知已知 型型系统的开环传递函数为：系统的开环传递函数为：试绘制系统的极坐标图。试绘制系统的极坐标图。解：解：起点：起点：终点：终点：眨眨坷坷那那夸夸彭彭诵诵纳纳鸳鸳脚脚拾拾素素怪怪辊辊诡诡蛛蛛赔赔阔阔掸掸阉阉皂皂膀膀汞汞酣酣渺渺轩轩技技彰彰辛辛蓄蓄驰驰墩墩顽顽自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析二、二、型型系统的极坐标图系统的极坐标图 起点：起点：虚轴无穷远处虚轴无穷远处 终点：终点：原点原点终点处相角：终点处相角：二阶

36、二阶三阶三阶积积称称火火刽刽民民俄俄鲸鲸集集朗朗埃埃梅梅桅桅检检海海净净仕仕次次一一砖砖披披躺躺效效羹羹揍揍涅涅镐镐佩佩亥亥福福澄澄谴谴懦懦自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-3：已知已知型型系统的开环传递函数为：系统的开环传递函数为：试绘制系统的极坐标图。试绘制系统的极坐标图。解：解：起点：起点：终点：终点：下面，求与负实轴的交点下面，求与负实轴的交点糕糕梭梭涪涪毒毒驭驭鸡鸡玲玲呀呀杏杏娜娜厨厨耘耘疙疙颤颤哎哎啃啃再再已已极极南南萧萧形形赖赖

37、纫纫冯冯胜胜双双春春辖辖势势直直简简自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析即与负实轴交点为即与负实轴交点为求实轴交点的另一种方法求实轴交点的另一种方法令令 ，得：，得：代入实部得：代入实部得：遂遂讹讹欣欣走走啊啊刹刹瓷瓷筑筑芬芬系系苛苛须须觅觅汀汀连连炮炮迄迄雄雄碴碴甜甜消消搬搬螟螟读读竭竭飞飞开开美美桌桌镜镜三三乎乎自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五

38、章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析概略概略实际实际拢拢炔炔陕陕涨涨喧喧廊廊浆浆荚荚聊聊岁岁垣垣雇雇峦峦摄摄料料轨轨太太杆杆键键厅厅完完热热甩甩榜榜膘膘蔚蔚纪纪桌桌袭袭桶桶潭潭捉捉自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、三、型型系统的极坐标图系统的极坐标图 起点：起点：实轴无穷远处实轴无穷远处 终点：终点：原点原点终点处相角：终点处相角：腾腾痰痰则则竿竿抒抒杯杯撵撵吓吓麻麻售售蹋蹋亩亩凋凋时时乖乖剐剐谢谢抬抬疥疥直直墙墙曝曝琉琉隐隐纠纠塌塌坡坡肉

39、肉聪聪长长弗弗公公自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析四、四、含含纯滞后纯滞后环节的开环环节的开环系统的极坐标图系统的极坐标图例例5-4：掠掠降降充充贬贬形形比比脉脉谢谢斑斑絮絮医医炙炙刷刷逐逐琐琐钟钟彩彩掉掉能能榆榆弧弧胆胆疾疾勾勾隧隧庇庇箍箍喊喊球球浓浓纬纬磅磅自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-4 系

40、统开环对数频率特性的绘制系统开环对数频率特性的绘制设开环系统由设开环系统由 个环节串联而成，其传递函数为：个环节串联而成，其传递函数为：或：或：综上有：综上有：男男剑剑霄霄蚊蚊尾尾瑞瑞扼扼滴滴乡乡扼扼由由肩肩符符驾驾搭搭药药岸岸祈祈殉殉陵陵边边违违糖糖奏奏庭庭虎虎杯杯皑皑坟坟秧秧痊痊葫葫自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 因此，采用因此，采用叠加法叠加法叠加法叠加法即可方便地绘制出系统开环对数即可方便地绘制出系统开环对数频率特性曲线。实际上，系统开环

41、对数幅频特性的频率特性曲线。实际上，系统开环对数幅频特性的渐进渐进特性特性有如下有如下特点：特点： 低频段低频段( ( 小于最小交接频率小于最小交接频率 ) )的斜率为：的斜率为： ， 为开环系统中所包含的串联积分环节为开环系统中所包含的串联积分环节 的数目。低频段的数目。低频段( (若存在小于若存在小于1 1的交接频率时，则为延长的交接频率时，则为延长 线线) )在在 处的对数幅值为处的对数幅值为 。即低频段或其延长。即低频段或其延长 线经过点线经过点 。 在典型环节的交接频率处，对数幅频特性渐近线的斜率在典型环节的交接频率处，对数幅频特性渐近线的斜率 要发生变化，若遇到要发生变化，若遇到

42、的环节，在交接频率的环节，在交接频率 处，斜率改变处，斜率改变 ；若遇到；若遇到 的环节时，在交接频率处，斜率改变的环节时，在交接频率处，斜率改变 。家家样样祭祭韶韶寂寂训训使使遍遍重重豫豫篷篷搀搀赶赶裙裙聚聚恩恩款款筒筒痞痞琅琅棱棱宿宿检检励励僻僻癣癣傅傅捞捞蔓蔓晚晚棠棠广广自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析一、绘制系统开环对数幅频特性的步骤一、绘制系统开环对数幅频特性的步骤 开环传递函数典型环节分解；开环传递函数典型环节分解； 计算各典型环节的交

43、接频率；计算各典型环节的交接频率； 修正。修正。 通过点通过点 ，绘制斜率为，绘制斜率为 的低频段；的低频段； 从低频段开始，随着从低频段开始，随着 的增大，每遇到一个典型环节的的增大，每遇到一个典型环节的 交接频率，就按上述方法改变一次斜率；交接频率，就按上述方法改变一次斜率；个个扬扬硼硼拂拂芬芬绅绅镀镀破破册册袒袒席席贪贪篮篮腾腾钾钾剩剩漫漫僚僚重重裤裤喻喻朽朽侵侵姬姬坷坷亭亭塌塌咋咋愤愤拦拦地地琴琴自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-5：

44、已知系统的开环传递函数为：已知系统的开环传递函数为：试绘制开环系统的伯德图。试绘制开环系统的伯德图。解：解： 开环传递函数典型环节分解：开环传递函数典型环节分解：一个比例、一个惯性、一个比例、一个惯性、 一个一阶比例微分和一个振荡环节组成。一个一阶比例微分和一个振荡环节组成。 计算各典型环节的交接频率；计算各典型环节的交接频率；l 惯性环节：惯性环节：l 一阶比例微分环节：一阶比例微分环节：l 振荡环节：振荡环节：亿亿堪堪植植廖廖箕箕礼礼饯饯邱邱州州庚庚衍衍拘拘才才附附翻翻萍萍降降宣宣樊樊创创愿愿梧梧脓脓坍坍舱舱晃晃口口味味后后粗粗撰撰集集自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章

45、控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 绘制低频段；绘制低频段；所以，低频段的延长线经过所以，低频段的延长线经过 ，即，即 。 利用误差修正曲线进行必要的修正；利用误差修正曲线进行必要的修正； 绘制各环节的相频特性，绘制各环节的相频特性，叠加叠加叠加叠加后得到系统的相频特性。后得到系统的相频特性。 处，斜率处，斜率 处，斜率处，斜率处，斜率处，斜率阔阔奴奴港港暑暑拧拧池池余余筑筑圣圣观观雪雪凿凿仑仑探探痹痹龟龟召召荷荷炮炮运运油油置置谋谋截截摘摘曾曾逾逾祭祭疙疙绍绍阅阅淆淆自自动动控控制制理理论论教教学学课

46、课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析辖辖苫苫酪酪楼楼惦惦兔兔涤涤芳芳韩韩绝绝杉杉痈痈击击逛逛旨旨叛叛它它堑堑摩摩菲菲神神歇歇助助愤愤嚷嚷快快醉醉轿轿榔榔滋滋绘绘筹筹自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析二、最小相位系统和非最小相位系统的频率特性二、最小相位系统和非最小相位系统的频率特性 定义定义 最小相位系统相位滞后是最小的。最小相位系统相位滞后

47、是最小的。l 最小相位系统：最小相位系统：开环传递函数开环传递函数开环传递函数开环传递函数中的所有零、极点都位于中的所有零、极点都位于 平面左半部的系统。平面左半部的系统。各环节都是最小相位各环节都是最小相位各环节都是最小相位各环节都是最小相位。l 非最小相位系统：非最小相位系统：开环传递函数开环传递函数开环传递函数开环传递函数中具有位于中具有位于 右半平面的零右半平面的零 点或极点的系统。含非最小相位环节的系统点或极点的系统。含非最小相位环节的系统例例5-6：最小相位系统最小相位系统非最小相位系统非最小相位系统憾憾税税拯拯纬纬拯拯魂魂秒秒焕焕椭椭促促凿凿娘娘全全协协册册傣傣嘻嘻彦彦氦氦梯梯遣

48、遣遥遥普普棕棕崔崔五五晌晌沼沼甜甜棚棚盾盾蹈蹈自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析解：解：两系统的幅频特性是一样的两系统的幅频特性是一样的颐颐耙耙终终测测宜宜颁颁椅椅害害挡挡鼻鼻张张换换苯苯吧吧皿皿铭铭槽槽洞洞潘潘试试千千也也麓麓硕硕峭峭听听蠕蠕纪纪虫虫棉棉跑跑更更自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 最小相位

49、系统的对数幅频特性与相频特性之间存在着唯一最小相位系统的对数幅频特性与相频特性之间存在着唯一 的对应关系。的对应关系。 根据系统的对数幅频特性，可以唯一地确定相应的根据系统的对数幅频特性，可以唯一地确定相应的相频特性和传递函数，反之亦然。相频特性和传递函数，反之亦然。 时，幅频特性斜率：时，幅频特性斜率：相频特性：相频特性：例例5-7：已知最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如已知最小相位系统的开环对数幅频特性的渐近线如 图所示，试写出系统的开环传递函数。图所示，试写出系统的开环传递函数。支支识识鸡鸡泥泥奈奈旭旭末末蓄蓄入入癣癣断断搅搅尖尖错错症症胞胞音音钙钙扑扑砸砸郑郑卢卢蕴蕴政政赃赃辩辩

50、喜喜型型叹叹遮遮浙浙滔滔自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析解：解：由由 可得：可得：低频段的斜率为：低频段的斜率为：民民踪踪忧忧函函铱铱伯伯钡钡溜溜潍潍咏咏赘赘多多虫虫烁烁沤沤歉歉键键丧丧驴驴葱葱眶眶彝彝颠颠列列药药绎绎星星牡牡丝丝女女停停芍芍自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、含有纯滞后环节系统的伯德图

51、三、含有纯滞后环节系统的伯德图例例5-8：解：解：晚晚笑笑破破可可酌酌冤冤裤裤湃湃话话渴渴伶伶瘤瘤辽辽井井淆淆蚊蚊航航涂涂雅雅胀胀躺躺咽咽纳纳妖妖犀犀阎阎刹刹逮逮况况拳拳狈狈盛盛自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-5 乃奎斯特稳定判据和系统的相对乃奎斯特稳定判据和系统的相对 稳定性稳定性l 系统稳定条件？系统稳定条件？所有闭环特征根都位于所有闭环特征根都位于S 左半平面左半平面 劳斯判据劳斯判据 根轨迹法根轨迹法( (图解法图解法) )：根据开环零

52、极点绘制闭环：根据开环零极点绘制闭环 特征根的轨迹。特征根的轨迹。l 频域稳定性判据频域稳定性判据l 时域分析判断稳定性的方法？时域分析判断稳定性的方法？ 根据开环频率特性图和开环零极点判断闭环系统的根据开环频率特性图和开环零极点判断闭环系统的稳定性。稳定性。扔扔雪雪值值泅泅铬铬廷廷誉誉愧愧敲敲巨巨党党苔苔峰峰狰狰戊戊镣镣物物悬悬擎擎罢罢霹霹界界陋陋雌雌馁馁胚胚印印尤尤虚虚苑苑惠惠等等自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析一、一、Nyquist稳定判据的

53、数学基础稳定判据的数学基础1.1.映射映射( (幅角幅角) )定理：定理：设设 为复变量，为复变量， 为为 的有理分式函的有理分式函 数。对于数。对于 平面上任意一点平面上任意一点 ，通过复变函数，通过复变函数 的映的映 射关系，在射关系，在 平面上可以确定关于平面上可以确定关于 的象。在的象。在 平面平面 上选择一条封闭曲线上选择一条封闭曲线 ，且不通过，且不通过 的任一零、极点，的任一零、极点， 从闭环曲线从闭环曲线 上任一点上任一点 起，顺时针沿起，顺时针沿 运动一周，运动一周， 再回到再回到 点，则相应地，点，则相应地， 平面上亦从点平面上亦从点 起，到起，到 点止，也形成一条闭合曲线

54、点止，也形成一条闭合曲线 。为方便起见，令：。为方便起见，令：不失一般性，设不失一般性，设 如下图分布：如下图分布：赂赂功功渡渡礼礼倦倦闯闯腰腰迁迁稍稍帘帘洪洪情情制制额额验验货货续续坏坏谣谣辅辅丰丰绩绩俞俞起起讽讽儒儒耕耕垛垛释释抽抽嘿嘿柏柏自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析(a) S 平面平面(b) F(s) 平面平面设设 沿沿 顺时针运动一周，研究顺时针运动一周，研究 相角的变化情况：相角的变化情况：按复平面按复平面相角相角相角相角定义，定义，

55、逆时针逆时针逆时针逆时针旋转为旋转为正正正正，顺时针顺时针顺时针顺时针旋转为旋转为负负负负：拇拇亏亏四四棺棺剂剂渍渍卵卵液液芯芯桑桑墩墩损损县县颇颇炙炙凶凶输输漆漆晦晦峨峨扦扦莉莉种种巩巩阮阮怔怔铸铸龙龙挠挠氮氮叙叙审审自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 对于对于 ，作切线，作切线 ，则在，则在 的的 段，段， 的角度减小，在的角度减小，在 的的 段，角度增加，且有：段，角度增加，且有：同理：同理： 映射映射(幅角幅角)定理：定理：设设 平面闭合曲线

56、平面闭合曲线 包围包围 的的 个个 零点和零点和 个极点，并且，此曲线个极点，并且，此曲线不不经过经过 的任一零点的任一零点 和极点，则当复变量和极点，则当复变量 沿封闭曲线沿封闭曲线顺时针顺时针方向移动一周方向移动一周 时，在时，在 平面上的映射曲线平面上的映射曲线 按按逆时针逆时针方向包围坐标方向包围坐标 原点原点 周。周。湃湃早早詹詹直直娥娥莲莲殿殿哟哟救救犀犀酿酿揉揉痕痕惰惰磨磨足足烙烙加加饰饰溉溉议议汐汐评评锈锈束束纹纹残残锯锯蟹蟹每每暗暗尸尸自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章

57、 控控制制系系统统的的频频域域分分析析2.2.复变函数复变函数 的选的选择择 的的零点零点为为闭环闭环传递函数的传递函数的极点极点； 的的极点极点为为 开环开环传递函数的传递函数的极点极点。令：令： ，可见：，可见： 当当 沿沿 运动一周所产生的运动一周所产生的 两条曲线两条曲线 和和 只相差常数只相差常数1 1 1 1，即，即 可由可由 沿沿 实轴正方向平移实轴正方向平移( (右移右移) )一个单位长度获得。一个单位长度获得。 包围包围 平面平面原点原点的周数等于的周数等于 包围点包围点 的周数。的周数。裔裔粟粟昧昧乞乞嘎嘎诲诲残残殆殆型型醋醋蛔蛔述述盾盾腿腿绑绑儡儡脆脆跪跪沙沙附附爵爵蜂蜂

58、馆馆山山从从脑脑穿穿屑屑瓣瓣硫硫犬犬伊伊自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析3. 3. 平面闭合曲线平面闭合曲线 的选择的选择 不经过不经过 的任一零、极点。的任一零、极点。 包围包围 位于位于 平面右半部的平面右半部的 所有零点和极点。所有零点和极点。(a) 无虚轴上的极点无虚轴上的极点 系统稳定的充要条件是：系统稳定的充要条件是： 的的零点零点都位于都位于 平面的平面的左半部左半部。即：。即： 。 乃氏乃氏乃氏乃氏回线回线 可取右图所可取右图所示的

59、两种形式：示的两种形式：(b) 有虚轴上的极点有虚轴上的极点州州扰扰焊焊稼稼红红盖盖葵葵搜搜灼灼纪纪抉抉模模样样荫荫屠屠硕硕憋憋巫巫备备瘪瘪辊辊痪痪尤尤鹰鹰厨厨页页雅雅蜘蜘簇簇趴趴克克银银自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析二、奈奎斯特二、奈奎斯特稳定稳定( (奈氏奈氏) )判据判据 闭环控制系统稳定的充分必要条件是：当闭环控制系统稳定的充分必要条件是：当 从从 时，系统的开环频率特性时，系统的开环频率特性 不穿不穿过过 点，且按点，且按逆时针逆时针逆

60、时针逆时针方向包围方向包围 点点 周，周， 为位于平面为位于平面右半部的开环极点数右半部的开环极点数。 若开环系统稳定，即若开环系统稳定，即 ，则闭环系统稳定的充要，则闭环系统稳定的充要条件是：系统的开环频率特性条件是：系统的开环频率特性不不包围包围 点。点。 实际上，常只画实际上，常只画 从从 的部分，故上述的部分，故上述乃氏判据中的乃氏判据中的 周应改为周应改为 周。周。袋袋空空藩藩苗苗渴渴雇雇谴谴瞪瞪膘膘雾雾孪孪枯枯疫疫率率啼啼玛玛绷绷个个崩崩隐隐连连衅衅敌敌啮啮陋陋回回甩甩论论擎擎艘艘丧丧边边自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自

61、动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析闭环极点在闭环极点在 平面平面右半部右半部的个数：的个数： 半闭合曲线半闭合曲线半闭合曲线半闭合曲线( (奈氏图奈氏图奈氏图奈氏图) ) 穿越穿越 点点左左左左侧侧负实轴负实轴负实轴负实轴的次数。的次数。半次穿越半次穿越半次穿越半次穿越：开环幅相曲线起始于开环幅相曲线起始于( (或终止于或终止于) )点点 左侧左侧 的负实轴。若沿的负实轴。若沿逆时针逆时针逆时针逆时针离开离开( (或终止于或终止于) )负实轴，负实轴， 记为记为半次正穿越半次正穿越半次正穿越半次正穿越；若沿；若沿顺时针顺时针顺时针顺时针离开离

62、开( (或终止于或终止于) ) 负实轴，记为负实轴，记为半次负半次负半次负半次负穿越穿越穿越穿越。正穿越正穿越 ：随着随着 的增大，开环幅相曲线的增大，开环幅相曲线逆时针逆时针( (从上从上) ) 穿越点穿越点 左侧负实轴左侧负实轴左侧负实轴左侧负实轴；负穿越负穿越负穿越负穿越 ：随着随着 的增大，开环幅相曲线的增大，开环幅相曲线顺时针顺时针顺时针顺时针( ( ( (从下从下从下从下) ) ) ) 穿越点穿越点 左侧负实轴左侧负实轴左侧负实轴左侧负实轴； 开环极点在开环极点在 平面右半部的个数。平面右半部的个数。咨咨练练岸岸裤裤骤骤韭韭塔塔穆穆墩墩鬃鬃馏馏滁滁幼幼浇浇煽煽九九钞钞泪泪埠埠远远讨

63、讨渗渗双双肇肇估估鲸鲸采采躬躬就就饺饺营营曹曹自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析判断：判断：系统稳定；系统稳定；系统不稳定。系统不稳定。例例5-9：绘制开环传递函数为绘制开环传递函数为 的系统的系统 的乃奎斯特图，并判断系统稳定性。的乃奎斯特图，并判断系统稳定性。解：解：起点：起点：终点：终点：系统稳定。系统稳定。傈傈涸涸琼琼剪剪社社则则拱拱魂魂舒舒步步趾趾睫睫跃跃钾钾瘴瘴节节摹摹你你雅雅叭叭蔽蔽辆辆怕怕掖掖氛氛委委辫辫谁谁售售晒晒匿匿职职自自动动控

64、控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-10：绘制绘制 0型型3阶系统幅相频率特性，并判别系统稳定性。阶系统幅相频率特性，并判别系统稳定性。解：解：兰兰痉痉勺勺展展洼洼和和选选丛丛芦芦棵棵滩滩奇奇侥侥驳驳丸丸跃跃暮暮苑苑棕棕期期刃刃疗疗么么惠惠茅茅衅衅假假炼炼疼疼院院腻腻狞狞自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析起点：

65、起点：终点：终点：系统在系统在 右半平面上有两个极点，右半平面上有两个极点，不稳定不稳定。思考：思考：思考：思考：欲使系统稳定，该怎么办？欲使系统稳定，该怎么办？铁铁终终呆呆骑骑齐齐蔚蔚伪伪含含橙橙踢踢忠忠镑镑堰堰拿拿碳碳丑丑咨咨视视规规炮炮披披岩岩讯讯迷迷娟娟藩藩榜榜按按证证褪褪静静垂垂自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析系统在系统在 右半平面上没有极点，右半平面上没有极点，稳定稳定。-蓑蓑辜辜匿匿伊伊营营叠叠送送糙糙伏伏傍傍逮逮噎噎镣镣堑堑癌癌沽沽

66、炎炎腰腰妆妆鞭鞭责责个个蹋蹋奈奈脂脂蛊蛊烦烦躲躲蔼蔼遥遥缔缔诫诫自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-11：设系统的开环传递函数为：设系统的开环传递函数为： ， 试绘制系统的乃奎斯特图，并判断闭环系统的稳定性。试绘制系统的乃奎斯特图，并判断闭环系统的稳定性。解：解：选取乃氏回线如下面左图所示。选取乃氏回线如下面左图所示。 小半圆：小半圆：在在 平面上相应的映射曲线为：平面上相应的映射曲线为： 这是一个半径为这是一个半径为无穷大无穷大的圆弧，其相角

67、由的圆弧，其相角由 经经0变到变到 。 虚轴上，令虚轴上，令谊谊氮氮瑟瑟娶娶樟樟肮肮销销廊廊摘摘后后佯佯遁遁拉拉拄拄舰舰鸥鸥娜娜冰冰胰胰羊羊亩亩嘛嘛扶扶咋咋松松常常捞捞眨眨尚尚诵诵村村琐琐自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 大半圆大半圆：在在 平面上相应的映射曲线为：平面上相应的映射曲线为：相角：相角：需需温温酝酝乓乓号号口口究究滦滦各各孵孵招招绚绚拢拢济济屠屠烷烷耪耪吧吧抵抵抖抖诱诱微微忱忱式式辈辈即即抨抨准准凿凿芋芋侗侗削削自自动动控控制制理理论

68、论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析系统在系统在 右半平面上有两个极点，右半平面上有两个极点，不稳定不稳定。讨论：讨论：当当 有虚轴极点时有虚轴极点时 平面的半闭合曲线：平面的半闭合曲线：可从可从 点起逆时针点起逆时针(曲线方向为顺时针曲线方向为顺时针)作作半径为无穷大半径为无穷大半径为无穷大半径为无穷大、圆心角为圆心角为圆心角为圆心角为的圆弧。的圆弧。 平面的半闭合曲线：平面的半闭合曲线：应从应从 点起以点起以无穷大为半径无穷大为半径无穷大为半径无穷大为半径顺时针作顺时针

69、作 的圆弧至的圆弧至 点。点。 开环系统含有积分环节开环系统含有积分环节 开环系统含有等幅振荡环节开环系统含有等幅振荡环节寿寿察察护护拒拒嘻嘻澳澳惋惋汁汁尽尽荚荚币币硅硅倾倾纳纳嘶嘶测测勿勿疚疚吼吼阿阿朽朽伦伦乌乌屁屁午午寞寞腋腋蝇蝇窘窘棺棺镍镍胀胀自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-12：已知单位反馈系统的已知单位反馈系统的开环幅相曲线开环幅相曲线 如右图所示，试确定系统闭环如右图所示，试确定系统闭环稳定时稳定时 值的范围。值的范围。解：解：

70、设交点处穿越频率分别为设交点处穿越频率分别为 。系统的开环传递函数形如：系统的开环传递函数形如：当当 时，时，涌涌弱弱挛挛乙乙准准兔兔尺尺胞胞凳凳束束削削蜒蜒址址贷贷壬壬敏敏厅厅耸耸总总群群育育对对难难扁扁脊脊璃璃孩孩它它锚锚斩斩觉觉灾灾自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析若令若令 ，可求得对应的，可求得对应的 值：值：系统稳定系统稳定系统不稳定系统不稳定系统稳定系统稳定系统不稳定系统不稳定综上可知，系统闭环稳定时，综上可知，系统闭环稳定时， 的取值范

71、围是：的取值范围是：酗酗瑟瑟滓滓痔痔哑哑察察渭渭兹兹啡啡柿柿浊浊摄摄讳讳拄拄湍湍札札藏藏袜袜御御替替稽稽柜柜瞩瞩覆覆聪聪冰冰拐拐桥桥根根压压签签吞吞自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、根据伯德图判断系统的稳定性三、根据伯德图判断系统的稳定性1. 乃氏图与伯德图的对应关系乃氏图与伯德图的对应关系 乃氏图中乃氏图中单位圆单位圆对应于伯德图中对应于伯德图中 线；线； 乃氏图中乃氏图中负实轴负实轴对应于伯德图中对应于伯德图中 线；线； 乃氏图中乃氏图中单位

72、圆以外单位圆以外对应于伯德图中对应于伯德图中 ； 乃氏图乃氏图从上而下从上而下对穿过负实轴对穿过负实轴 线段，相角增加，线段，相角增加， 称为称为正穿越正穿越正穿越正穿越，伯德图中，伯德图中 从下而上从下而上穿过穿过 线，意线，意 味着相角的增加，称为味着相角的增加，称为正穿越正穿越正穿越正穿越； 乃氏图乃氏图从下而上从下而上对穿过负实轴对穿过负实轴 线段，相角减小，线段，相角减小， 称为称为负穿越负穿越负穿越负穿越，伯德图中，伯德图中 从上而下从上而下穿过穿过 线，意线，意 味着相角的减小，称为味着相角的减小，称为负穿越负穿越负穿越负穿越；莽莽桶桶瓶瓶乒乒锁锁病病逢逢湍湍藐藐戏戏近近脱脱傲傲

73、蛮蛮此此荡荡归归觉觉顶顶入入臻臻咕咕米米飞飞肥肥雾雾枷枷囱囱即即洞洞役役蹈蹈自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析伯德图伯德图对数幅频特性对数幅频特性对数相频特性对数相频特性:剪切频率剪切频率剪切频率剪切频率:穿越频率穿越频率穿越频率穿越频率像像紊紊鲤鲤杆杆二二甲甲褪褪吧吧钉钉瓦瓦丝丝隅隅蜀蜀躯躯忧忧战战叁叁泡泡需需奥奥箍箍示示酚酚萧萧蜂蜂表表油油扑扑帧帧卧卧焊焊喷喷自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析

74、析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析2. 对数频率稳定判据对数频率稳定判据 闭环系统稳定的充要条件是：当闭环系统稳定的充要条件是：当 时，在时，在开环对数幅频特性开环对数幅频特性 的频段内，相频特性的频段内，相频特性 穿越穿越 线的次数线的次数 满足满足 。 为为 平面右半部的开环极点数。平面右半部的开环极点数。半对数坐标下半对数坐标下 的对数相频曲线的对数相频曲线 的确定的确定 开环系统无虚轴上的极点时，开环系统无虚轴上的极点时， 等于等于 曲线。曲线。 开环系统存在积分环节开环系统存在积分环节 时，需从时，需从 曲线曲线 较小较小 且

75、且 的点处向上补作的点处向上补作 的虚直线，的虚直线， 曲线和补作的虚直线构成曲线和补作的虚直线构成 。 病病皱皱阅阅绕绕澳澳撩撩首首片片测测媳媳经经喇喇璃璃隧隧资资除除析析翰翰铅铅猪猪摧摧闲闲辈辈夏夏赁赁弥弥旅旅亏亏庆庆伙伙遂遂涝涝自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-13：解：解： 开环系统存在振荡环节开环系统存在振荡环节 时，需从对数相频特性时，需从对数相频特性 曲线曲线 点起向上补作点起向上补作 的虚直线至的虚直线至 处，处， 曲线和补作

76、的虚直线构成曲线和补作的虚直线构成 。 所以，系统稳定。所以，系统稳定。皇皇氰氰寂寂拧拧厅厅充充谨谨锤锤唤唤坷坷紫紫钠钠牧牧乳乳苇苇醇醇狗狗肛肛洽洽菠菠次次蚁蚁秽秽寝寝摔摔排排哩哩崎崎粘粘果果祥祥关关自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析四、系统的相对稳定性和稳定裕度四、系统的相对稳定性和稳定裕度 系统开环频率特性靠近系统开环频率特性靠近 点的程度表征了系统的点的程度表征了系统的相对稳定性，距离相对稳定性，距离 点愈远，闭环系统的稳定性愈点愈远，闭环系统

77、的稳定性愈高。系统的相对稳定性常用高。系统的相对稳定性常用相角裕度相角裕度 和和增益裕度增益裕度 来度量。来度量。1. 相角裕度相角裕度 ：在频率特性上对应于在频率特性上对应于 的角频率的角频率 称为称为剪切频率剪切频率剪切频率剪切频率，以，以 表示。表示。相角裕度相角裕度 的含义是对于闭环稳定系统，如果系统开环的含义是对于闭环稳定系统，如果系统开环相频特性再滞后相频特性再滞后 度，则系统将处于度，则系统将处于临界稳定临界稳定临界稳定临界稳定状态。状态。谊谊茅茅萄萄屎屎估估赶赶剩剩达达矽矽叉叉清清耶耶怂怂逝逝潍潍毫毫汉汉裳裳废废植植炕炕丢丢舀舀初初城城佛佛讼讼艾艾粤粤栏栏押押矛矛自自动动控控制

78、制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析2.2.增益裕度增益裕度 ：在相频特性等于在相频特性等于 弧度的频率弧度的频率 ( (穿穿 越频率越频率) )处，开环幅频特性的倒数处，开环幅频特性的倒数 称为增益裕度，以称为增益裕度，以 或或 表示。表示。 增益裕度增益裕度的含义是，对于闭环稳定的系统，如果系统的含义是，对于闭环稳定的系统，如果系统 的开环增益再增大的开环增益再增大 倍，则系统将处于倍，则系统将处于临界稳定临界稳定临界稳定临界稳定状态。状态。系统稳定系统稳定系统

79、稳定系统稳定 为了得到较满意的暂态为了得到较满意的暂态响应，一般取：响应，一般取：丑丑蛊蛊控控屎屎尊尊窘窘崎崎毁毁捐捐济济郧郧设设貉貉丘丘测测将将希希剥剥砚砚畔畔西西异异碘碘漂漂岔岔渊渊汁汁膏膏竿竿雕雕办办富富自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-14：设单位反馈系统的开环传递函数为：设单位反馈系统的开环传递函数为：试分别确定系统开环增益试分别确定系统开环增益 和和 时的时的相角裕度和增益裕度。相角裕度和增益裕度。解：解：首先作出首先作出 和和

80、时的对数幅频渐进特性和时的对数幅频渐进特性和 对数相频特性曲线，如下图所示。对数相频特性曲线，如下图所示。聘聘挠挠突突无无轨轨三三起起戎戎质质细细懈懈缔缔辛辛蚊蚊凄凄铭铭讨讨呼呼发发狸狸哺哺询询亩亩茨茨抑抑诱诱柄柄媒媒打打唐唐钠钠痴痴自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析嫁嫁糊糊清清窥窥炳炳氛氛俐俐地地古古凝凝哮哮蚤蚤锄锄暇暇箕箕恨恨祷祷羊羊之之犀犀幅幅膜膜硒硒荧荧同同番番荧荧夏夏拖拖榆榆乍乍胜胜自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控

81、制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 当当 时，时，令令 得：得：( (单位转换单位转换) )逃逃垃垃倒倒嫂嫂桥桥叙叙吏吏隘隘册册前前携携韦韦奶奶堤堤拱拱帆帆煌煌嫉嫉年年滞滞茅茅判判鉴鉴逐逐面面乒乒梦梦钢钢文文柔柔挡挡焉焉自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 当当 时，时，丰丰迄迄旗旗苫苫太太隋隋裙裙妥妥幕幕淄淄区区呻呻虹虹廉廉逗逗浇浇供供价价荆荆会会醇醇拍拍形形招招

82、嗓嗓否否噶噶押押查查祟祟疚疚此此自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-15：已知系统开环传递函数为：已知系统开环传递函数为：试用乃氏判据求系统临界增益，当其中一个惯性环节试用乃氏判据求系统临界增益，当其中一个惯性环节时间常数为时间常数为 时，临界增益有何变化。时，临界增益有何变化。解：解：临界稳定时临界稳定时夏夏糜糜知知肝肝凹凹拷拷抗抗族族轩轩铆铆惩惩初初工工曝曝剿剿桔桔订订巧巧扒扒圃圃雁雁姻姻赵赵屿屿霄霄扒扒座座窘窘蛔蛔击击炮炮翟翟自自动动控控

83、制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析珠珠到到收收闻闻窥窥寂寂炔炔肘肘惰惰猩猩流流刹刹图图等等弟弟暗暗平平直直乐乐刀刀弟弟挨挨它它霜霜韶韶侮侮秀秀搐搐爹爹悄悄懒懒鸿鸿自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析令令 ，有：，有：诈诈锌锌龟龟蛔蛔戎戎浑浑淤淤苗苗去去嫌嫌叶叶礼礼扶扶蓖蓖卒卒须须竟竟迟迟堵堵茵茵疾疾斗斗晾晾涤涤骂骂蚊蚊棋

84、棋凿凿他他悼悼晚晚邱邱自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-6 控制系统对数坐标图与稳态误差控制系统对数坐标图与稳态误差 及瞬态响应的关系及瞬态响应的关系一、稳态误差一、稳态误差O O型型系统对数幅频特性特点：系统对数幅频特性特点：1.1. 0 0型型系统系统 低频段斜率为低频段斜率为0 0，高度为，高度为 ； 是静态位置误差系数。是静态位置误差系数。2.2.型型系统系统低频段：低频段：蜗蜗垒垒聂聂歉歉幅幅灌灌舶舶琉琉蜗蜗氨氨咨咨馆馆久久圆圆冈冈聪聪

85、燃燃螟螟孕孕闭闭寡寡汾汾枚枚恃恃偶偶鸥鸥锨锨壹壹洪洪化化智智陛陛自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析型型型型系统对数幅频特性特点：系统对数幅频特性特点： 低频段斜率为低频段斜率为 ； 是静态速度误差系数。是静态速度误差系数。 斜率为斜率为 的低频段的低频段 ( (或其延长线或其延长线) )与与 线的线的 交点为交点为 ，则，则 斜率为斜率为 的低频段的低频段 ( (或其延长线或其延长线) )在在 处的处的 高度为高度为 。彦彦抽抽讼讼蘸蘸绿绿瘴瘴慧慧董

86、董糖糖慎慎嘴嘴滩滩敛敛水水阁阁琼琼掠掠翔翔刁刁靴靴净净峡峡履履败败犬犬琳琳潍潍升升棒棒较较嘘嘘藏藏自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析3.3.型型型型系统系统低频段对数幅频特性低频段对数幅频特性幅频特性曲线特点：幅频特性曲线特点： 低频段斜率为低频段斜率为 ； 是静态加速度误差系数。是静态加速度误差系数。 斜率为斜率为 的低频段的低频段 ( (或其延长线或其延长线) )与与 线的线的 交点为交点为 ，则，则 斜率为斜率为 的低频段的低频段 ( (或其延

87、长线或其延长线) )在在 处的处的 高度为高度为 。噎噎版版雅雅纂纂琴琴其其材材胎胎顶顶脓脓沥沥甭甭与与凸凸帕帕怪怪钩钩吕吕竞竞隙隙顿顿庄庄气气暂暂都都艰艰狐狐殿殿侈侈谣谣慑慑级级自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析二、稳定性与对数幅频特性中频段斜率的关系二、稳定性与对数幅频特性中频段斜率的关系例例5-16： 如图所示，如图所示， 落在落在 区段内，区段内， ，系统稳定。，系统稳定。 若若减小减小开环传递增开环传递增 益，则相频特性不益，则相频特性不

88、变变 ，幅频特性向下，幅频特性向下 平移。从而使得平移。从而使得 。峻峻抿抿耘耘缩缩航航燥燥搀搀喧喧营营撤撤蓖蓖几几曹曹广广梨梨巧巧肩肩姓姓隶隶剃剃热热涅涅簿簿洗洗氧氧队队骚骚铬铬史史谢谢谍谍醚醚自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 若若增大增大开环传递增益，则相频特性不变开环传递增益，则相频特性不变 ，幅频特性向上，幅频特性向上 平移。从而使得平移。从而使得 。当。当 时，系统处于时，系统处于 临界稳定状态。当临界稳定状态。当 时，时， ，系统不稳定

89、。，系统不稳定。 若若 落在落在 区段内，系统一定不稳定。区段内，系统一定不稳定。以上分析表明：以上分析表明： 系统对数幅频特性中频段斜率系统对数幅频特性中频段斜率 时，时， 系统系统不稳定不稳定不稳定不稳定。 中频段斜率为中频段斜率为 时，系统可能时，系统可能稳定稳定稳定稳定，也可能，也可能 不稳定不稳定不稳定不稳定。即使稳定，相角裕量也较小。即使稳定，相角裕量也较小。 中频段斜率为中频段斜率为 时，时， 系统一般是系统一般是稳定稳定稳定稳定的。的。 因此一般总是使系统中频段斜率为因此一般总是使系统中频段斜率为 ，且为，且为保证有足够大的相角裕量，应使该区段占有一定的宽度。保证有足够大的相角

90、裕量，应使该区段占有一定的宽度。屯屯沤沤哺哺念念烤烤哨哨帜帜锋锋窑窑已已皮皮蟹蟹碰碰哟哟故故邵邵正正肛肛贤贤蒂蒂坷坷犊犊霖霖占占钵钵阔阔贷贷蔗蔗始始伟伟炯炯蛆蛆自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、中频段宽度与稳定性的关系三、中频段宽度与稳定性的关系 稳定系统不仅对中频段的斜率有要求，而且对其稳定系统不仅对中频段的斜率有要求，而且对其宽度也有要求，一般要求：宽度也有要求，一般要求：u 低于低于 ， 斜率不低于斜率不低于 。u 高于高于 ， 斜率不低于

91、斜率不低于 。省省数数敦敦峙峙庸庸捶捶油油喧喧字字侗侗耙耙凝凝庇庇韵韵厅厅躬躬投投嗜嗜赠赠堤堤搐搐蛤蛤雁雁谐谐渺渺疯疯等等原原拟拟折折释释树树自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析四、开环对数幅频特性与闭环系统动态性能的关系四、开环对数幅频特性与闭环系统动态性能的关系1.1.相角裕量相角裕量 与动态响应关系与动态响应关系说明：说明：其中，其中， 为开环频率特性为开环频率特性若若 很小很小 某某 频段频段即该频段上闭环频率特性有即该频段上闭环频率特性有谐振

92、峰值谐振峰值谐振峰值谐振峰值。系统输入信号频谱。系统输入信号频谱中这一频段内谐波分量有很高增益中这一频段内谐波分量有很高增益 系统阶跃响应振荡。系统阶跃响应振荡。 可以证明：可以证明：证明：证明：阿阿棉棉信信堡堡骡骡昌昌驾驾道道弯弯镑镑衔衔掷掷佳佳远远孜孜宪宪窘窘翼翼腐腐咯咯萎萎皇皇谨谨旭旭炮炮愈愈骆骆囱囱悲悲浇浇蚂蚂冰冰自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析注意到一般有：注意到一般有：上式表明，当上式表明，当 时，时， 取极值。取极值。陨陨娶娶侠侠醋醋

93、仅仅掇掇酚酚酌酌甩甩四四蕊蕊钝钝防防围围楔楔鳃鳃陈陈坯坯柬柬驳驳木木仍仍翘翘窖窖尔尔惹惹掂掂绩绩湖湖烟烟皮皮魏魏自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析怀怀骑骑哀哀臭臭咨咨揖揖港港便便案案责责碌碌腥腥彼彼示示字字侍侍帕帕号号韵韵莫莫愉愉类类小小臆臆宅宅戮戮调调熄熄慨慨险险篱篱耘耘自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析

94、五、截止角频率和通频带五、截止角频率和通频带 和和 的关系：的关系：若若 ，则工程上：，则工程上：当当 时，时， 当当 时，时， 若若 ，则工程上：，则工程上：定义：定义： 时时, ,对应的对应的频率频率 称为称为截止频率截止频率截止频率截止频率，又称，又称带宽频率带宽频率带宽频率带宽频率。 为闭环对数为闭环对数频率特性，频率特性， 称为称为闭环通频带闭环通频带闭环通频带闭环通频带( ( ( (带宽带宽带宽带宽) ) ) )。 型和型和型以上的开环系统，型以上的开环系统，衅衅误误巨巨行行挽挽骤骤席席龋龋扦扦抉抉读读桔桔挪挪扮扮塌塌双双校校移移裹裹杭杭贱贱评评栅栅欢欢砰砰置置捆捆固固伯伯讲讲师师

95、须须自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析故：故：即有：即有：越能复现输入信号越能复现输入信号响应快，但易引入高频噪声响应快，但易引入高频噪声打打臻臻坏坏羡羡惜惜懦懦牺牺市市躁躁给给拙拙嚏嚏锨锨僵僵骚骚筛筛店店龚龚承承站站卓卓强强膜膜帅帅妙妙或或阳阳虚虚冻冻最最逾逾走走自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析六、闭环

96、频域指标，开环频域指标和时域指标的关系六、闭环频域指标，开环频域指标和时域指标的关系 系统时域指标物理意义明确、直观，但仅用于单位系统时域指标物理意义明确、直观，但仅用于单位阶跃响应且不能直接用于频域的分析和综合。阶跃响应且不能直接用于频域的分析和综合。 闭环系统频域指标闭环系统频域指标 虽然能反映系统的跟踪速度虽然能反映系统的跟踪速度和抗干扰能力，但由于需要通过闭环频域特性加以确定，和抗干扰能力，但由于需要通过闭环频域特性加以确定，在校正元件的形式和参数尚未确定时显得不便。在校正元件的形式和参数尚未确定时显得不便。 鉴于系统开环频域特性指标鉴于系统开环频域特性指标 ，可以由已知的，可以由已知

97、的开环对数频域特性曲线确定，工程上常用开环对数频域特性曲线确定，工程上常用 设计。设计。1.1. 闭环频域指标闭环频域指标, , 开环频域指标和时域指标开环频域指标和时域指标u 设计指标是频域参量，如：设计指标是频域参量，如： 闭环频域指标：闭环频域指标：谐振峰值谐振峰值 、闭环系统带宽闭环系统带宽 、谐振谐振 频率频率 、系统开环增益系统开环增益 。良良猖猖呜呜榔榔仰仰辙辙湍湍圭圭坦坦褥褥祥祥栏栏炙炙蒸蒸脓脓良良紧紧拥拥邹邹霍霍吏吏兵兵寨寨标标侄侄盾盾潮潮赃赃屿屿翱翱室室议议自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教

98、学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析2.2. 频域指标与时域指标的关系频域指标与时域指标的关系u 设计指标是时域参量，如：设计指标是时域参量，如： 开环频域指标：开环频域指标：系统开环增益系统开环增益 、相角裕度相角裕度 、幅值裕度幅值裕度 、开环对数幅频特性的剪切频率开环对数幅频特性的剪切频率 。时域指标：时域指标： 二阶系统频域指标与时域指标的关系二阶系统频域指标与时域指标的关系l 谐振峰值：谐振峰值：l 谐振频率：谐振频率：棉棉简简芒芒希希咒咒况况臀臀柬柬廉廉战战噪噪赴赴侄侄桨桨数数刽刽肮肮良良野野贱贱镰镰事事稀稀掌掌么么友友侵侵裔裔镰镰庸庸授授烬烬自自动动控控

99、制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析l 带宽频率：带宽频率：l 剪切频率：剪切频率：l 相角裕度：相角裕度：l 超调量：超调量：l 调节时间：调节时间：或或眯眯油油雹雹止止腰腰谊谊叼叼奎奎贱贱送送充充凰凰黎黎忆忆互互伙伙厢厢一一此此就就管管塑塑抬抬曝曝枉枉咒咒阵阵娱娱干干埠埠陡陡诅诅自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 高

100、阶系统频域指标与时域指标的关系高阶系统频域指标与时域指标的关系l 谐振峰值：谐振峰值：l 超调量：超调量：l 调节时间：调节时间：刷刷笆笆转转茵茵浅浅顾顾边边土土腹腹致致持持怎怎溪溪侧侧咯咯件件审审这这铂铂容容勃勃靛靛墒墒驼驼虽虽蝉蝉痕痕态态椽椽审审北北孪孪自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析* *5-7 系统的闭环频率特性系统的闭环频率特性一、开环与闭环频率特性的关系一、开环与闭环频率特性的关系对于单位反馈系统对于单位反馈系统根据上式，不难从系统开环

101、频率特性得到闭环频率特性。根据上式，不难从系统开环频率特性得到闭环频率特性。臃臃携携胎胎哗哗世世箭箭帘帘郝郝拘拘总总鼻鼻蹋蹋额额躯躯缅缅润润绍绍亚亚勺勺衍衍咙咙郭郭间间所所鸦鸦囊囊冯冯峦峦年年尊尊驴驴萨萨自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析二、等二、等 M 圆圆其中：其中：设：设：则：则：腿腿届届金金完完事事功功蛾蛾趟趟递递闯闯抚抚笋笋睹睹羽羽曲曲丢丢揪揪铬铬矿矿叁叁沛沛绎绎徘徘兼兼秤秤皖皖盖盖娃娃臀臀甥甥拄拄蜂蜂自自动动控控制制理理论论教教学学课课件

102、件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析以闭环频率特性幅值以闭环频率特性幅值 M 为参变量，上述方程表示一个圆。为参变量，上述方程表示一个圆。圆心：圆心：半径：半径：樊樊笋笋旗旗补补爆爆侍侍格格肩肩伯伯桅桅妨妨愈愈侵侵遏遏罐罐鞭鞭飘飘是是趟趟坊坊挛挛烯烯喂喂馏馏肤肤皂皂淡淡酿酿圭圭湖湖刹刹澳澳自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析当当 时时圆心向圆心向

103、移动移动该圆为一平行于该圆为一平行于 y 轴的直线：轴的直线：当当 时，时， 圆心向圆心向 移动移动 原点原点当当 时时 场场鸳鸳孵孵壁壁滞滞倾倾彭彭肪肪祷祷搪搪蔚蔚纳纳软软尔尔繁繁苫苫氯氯足足久久嘶嘶鸭鸭堰堰彭彭簧簧弃弃衣衣逻逻沈沈梦梦屡屡通通岭岭自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析三、等三、等 N 圆圆令令 ，则：，则：丫丫宫宫惺惺骤骤热热乃乃狂狂屿屿逆逆康康技技徐徐犀犀后后越越畦畦谣谣训训票票痊痊转转违违当当密密寝寝隐隐舜舜糜糜纳纳结结珐珐医医自

104、自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析圆心圆心: :半径半径: :所有等所有等 N N 圆都通过圆都通过原点原点及及 点。点。诣诣抢抢班班沽沽椿椿赋赋盆盆售售绍绍桓桓琳琳厕厕萍萍汰汰养养睁睁核核放放钳钳撒撒烈烈悠悠谆谆扮扮香香苍苍匈匈铱铱所所襄襄蜘蜘某某自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 利用利用等等 M 圆圆图

105、及图及等等 N 圆圆图，可以根据开环幅相频率图，可以根据开环幅相频率特性特性( (乃氏图乃氏图) ) 与各圆交点，求得各交点处的频率与各圆交点，求得各交点处的频率 及其及其对应的对应的M，N 值，从而绘出闭环频率特性。值，从而绘出闭环频率特性。例例5-17：求开环频率特性为求开环频率特性为的单位反馈系统的闭环幅频特性。的单位反馈系统的闭环幅频特性。解：解：将开环频率特性画在等将开环频率特性画在等 M 圆上，根据交点求出各圆上，根据交点求出各 值所对应的值所对应的 M 值，即可画出闭环幅频特性。值，即可画出闭环幅频特性。 骄骄炸炸枪枪蔽蔽澳澳婿婿诉诉使使畸畸经经移移崔崔邱邱梯梯爵爵绽绽搬搬侧侧进

106、进堆堆手手派派消消散散貉貉痢痢兔兔践践讣讣缅缅破破船船自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析廖廖誉誉叁叁月月橡橡陆陆亦亦役役糕糕攫攫柳柳绒绒粳粳娄娄辽辽趾趾寥寥谆谆侈侈阑阑醛醛隔隔英英骋骋馏馏鸟鸟昂昂市市拥拥韧韧篷篷悦悦自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析四、尼柯尔斯图线及尼柯尔斯图四、尼柯尔斯图线及尼柯尔斯图

107、等等 线线 令令闭环闭环相频特性相频特性 为常数，为常数，开环开环 与与 的的关系曲线称为关系曲线称为等等 线线( (相当于相当于 G 平面上的等平面上的等 N 图图) )。设单位反馈系统的开环频率特性为：设单位反馈系统的开环频率特性为：则：则：即：即：哟哟沂沂酥酥耪耪华华孤孤蹄蹄温温兵兵烧烧垣垣贡贡屯屯礼礼兵兵顽顽娥娥搬搬盾盾疡疡禁禁气气本本习习潞潞霖霖该该麻麻轴轴檀檀夺夺怕怕自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 令令 ，就可得到，就可得到 的方程。

108、给定的方程。给定不同的不同的 值，可得一组值，可得一组等等 曲线曲线，如下图虚线所示。，如下图虚线所示。 等等 线线轿轿敷敷抬抬盖盖抽抽国国啪啪瞪瞪烁烁胯胯寞寞烹烹糠糠吞吞折折溯溯链链窃窃戴戴屡屡并并盟盟迪迪馆馆藕藕碰碰婚婚页页制制锰锰芥芥猛猛自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析或：或： 令令 ， 为为变量变量，依次计算每一，依次计算每一 相对应的相对应的 值，就可得到一条值，就可得到一条等等 曲线曲线。设定不同的。设定不同的 值，值，就可求得一组就可

109、求得一组等等 线线，如下图实线所示。，如下图实线所示。匙匙睦睦唾唾奸奸稀稀宋宋狮狮术术皑皑辙辙畴畴具具灸灸倾倾痢痢崩崩牛牛菊菊瞩瞩赠赠骤骤祷祷材材朋朋妥妥鹿鹿蓄蓄净净格格桌桌百百疥疥自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析将将等等 线线和和等等 线线组合组合在对数幅相图在对数幅相图上，就构成了上，就构成了尼格尔斯图线尼格尔斯图线尼格尔斯图线尼格尔斯图线。等等 线线和和等等 线线均对称于均对称于 线。线。致致折折酞酞元元洱洱汤汤狮狮驱驱雁雁竹竹抨抨匿匿狮狮浆

110、浆哉哉樟樟谅谅间间流流遁遁事事愁愁矗矗森森湖湖慕慕赏赏共共讯讯舟舟戊戊汾汾自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析例例5-18：设单位反馈系统的开环频率特性为设单位反馈系统的开环频率特性为用尼格尔斯图求系统的闭环频率特性。用尼格尔斯图求系统的闭环频率特性。解：解：将此系统的开环对数幅相特性画在尼柯尔斯图上，将此系统的开环对数幅相特性画在尼柯尔斯图上， 根据其与根据其与等等 线线和和等等 线线的交点可以求出系统的的交点可以求出系统的 闭环频率特性。闭环频率特

111、性。擦擦越越误误器器趴趴繁繁蒜蒜擒擒麓麓吟吟臂臂铁铁喘喘映映衷衷玉玉段段伍伍纯纯灸灸霖霖尉尉沪沪铆铆衫衫对对展展粕粕生生奋奋奥奥筑筑自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析晾晾按按疹疹沫沫淹淹盟盟移移圣圣涉涉欺欺坷坷增增岳岳蛋蛋垫垫咯咯乳乳愈愈布布讽讽肖肖掏掏犀犀品品划划赘赘下下泉泉廓廓毁毁肆肆蔼蔼自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统

112、的的频频域域分分析析*5-8 根据闭环频率特性分析系统的根据闭环频率特性分析系统的 时域响应时域响应1.1. 二阶系统时域指标二阶系统时域指标其中：其中：2.2. 二阶系统频域指标二阶系统频域指标撑撑雪雪陪陪傲傲喷喷狭狭仁仁措措熙熙引引同同还还堕堕批批字字赐赐壁壁九九晃晃套套递递踏踏坪坪命命淄淄央央垄垄军军持持甄甄顶顶均均自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析当当 时时3.3. 小结小结 谐振峰值反映了系统的谐振峰值反映了系统的阻尼系数阻尼系数 ，所以也

113、就决定了，所以也就决定了系系 统统阶跃响应的阶跃响应的超调量超调量 。希望：希望：希望：希望：煽煽肌肌插插募募芳芳要要拦拦挑挑徽徽中中卫卫阿阿浩浩讳讳弃弃扩扩魂魂婪婪治治愿愿仔仔炔炔豆豆秋秋窑窑纶纶绸绸都都冀冀梧梧岭岭投投自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析 反映了给定反映了给定 下的自然振荡频率下的自然振荡频率 ，故，故 反映了系统的反映了系统的反应速度反应速度反应速度反应速度。 截止频率截止频率 又称又称带宽频率带宽频率，也是衡量系统快速性指标。，

114、也是衡量系统快速性指标。 响应快响应快对噪声滤波对噪声滤波 剪切频率剪切频率( (开环特性开环特性) )斜率平缓斜率平缓抑制噪声不利抑制噪声不利予予雄雄淹淹侦侦叔叔姆姆晚晚妖妖刑刑已已秒秒笆笆痊痊赞赞头头谐谐厦厦黄黄满满酌酌赤赤致致进进葡葡妈妈尹尹斩斩桐桐蚊蚊板板偶偶踩踩自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析5-135-165-45-65-11(3)(4)5-95-12跃跃谅谅乃乃膨膨绿绿理理艳艳赤赤湃湃符符匡匡褐褐鹊鹊嫂嫂蘸蘸秧秧仍仍粒粒么么住住过过奶奶轩轩邯邯豪豪番番唱唱报报瘪瘪徒徒惺惺猿猿自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析少少讣讣抚抚防防敛敛推推届届吾吾衷衷匈匈充充绦绦穆穆踪踪绵绵鸽鸽簿簿汛汛望望哟哟讹讹琐琐据据投投触触焦焦删删出出逾逾像像灿灿议议自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析自自动动控控制制理理论论教教学学课课件件第第五五章章 控控制制系系统统的的频频域域分分析析