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1、项 目内 容教 学 目 的熟悉典型环节的极坐标图和对数坐标图。教 学 重 点典型环节极坐标图和对数坐标图的绘制(huzh)方法。教 学 难 点讲授技巧及注意事项通过定义、公式推导进行分析。5-3 典型(dinxng)环节频率特性的绘制对数坐标(zubio)图渐进曲线代替精确曲线的理解。第1页/共54页第一页，共55页。一典型(dinxng)环节极坐标(Nyquist)图的绘制0ImReK放大(fngd)(fngd)环节的极坐标图是复平面实轴上的一个点，它到原点的距离为K K。1.放大(fngd)环节传递函数：频率特性：第2页/共54页第二页，共55页。微分环节的极坐标图是一条(y tio)与虚
2、轴正段相重合的直线。2.微分(wi fn)环节0ImRe传递函数：频率特性：第3页/共54页第三页，共55页。由于(yuy)() = - 90是常数。A()随增大而减小。因此，积分环节是极坐标图一条与虚轴负段相重合的直线。 3. 积分(jfn)环节ImRe0传递函数：频率特性：第4页/共54页第四页，共55页。4. 惯性(gunxng)环节取=0，1/T和=三个特殊(tsh)点:传递函数：频率特性：特征频率第5页/共54页第五页，共55页。0w=121ReIm+=w0不难看出，随着频率=0变化，惯性环节的幅值逐步衰减，最终(zu zhn)趋于0。相位的绝对值越来越大，但最终(zu zhn)不会
3、大于90，其极坐标图为一个半圆。第6页/共54页第六页，共55页。5.振荡(zhndng)环节传递函数：频率特性：第7页/共54页第七页，共55页。 极坐标相位从0到 -180变化(binhu)，频率特性与虚轴交点处的频率是无阻尼自然振荡频率，越小，对应的幅值就越大。说明频率特性与、均有关。w=0w=nwnwnw2z3zImRe01321zzz1zwww当=0，1/T和=时，第8页/共54页第八页，共55页。6.一阶微分(wifn)环节10ImRe当从零变化(binhu)到无穷时，幅相频率特性是通过(1,0)点，且平行于正虚轴的一条直线；其相频从0变化(binhu)到+90。传递函数：频率特性
4、：第9页/共54页第九页，共55页。7.二阶微分(wifn)环节0w=ReIm01传递函数：频率特性：随着的增加(zngji)，G(j)的虚部是正的单调增加(zngji)，而实部则由1开始单调递减。第10页/共54页第十页，共55页。第11页/共54页第十一页，共55页。二、典型(dinxng)环节的对数坐标(Bode)图的绘制(1)比例(bl)环节：若k = 10 0.1110100w ws/rad度 00s/rad)(L w ww w0.1110100dB20G(s) = k, k 0第12页/共54页第十二页，共55页。 g=tf(10,1) bode(g)10-1100101第13页/
5、共54页第十三页，共55页。(2)积分(jfn)环节：0.1110100w ws/rad00-900度 s/rad)(L w ww w0.1110100dB20-20-20dB/dec第14页/共54页第十四页，共55页。0.1 0.21210201000db20db40db-20db-40dbL()-20积分(jfn)环节L( )第15页/共54页第十五页，共55页。-20dB/dec -40dB/dec-60dB/dec的对数(du sh)频率特性曲线10-1100101第16页/共54页第十六页，共55页。积分(jfn)环节的对数频率特性曲线 Bode Diagram of G(j)=1
6、/j积分环节的幅频特性可认为是斜率为-20dB/dec的一条(y tio)斜线。第17页/共54页第十七页，共55页。0.1 0.212102010020db40db-20db-40dbL()+20微分(wifn)环节L( )0db第18页/共54页第十八页，共55页。微分(wi fn)环节的对数频率特性曲线 Bode Diagram of G(j)=j微分环节的幅频特性可认为是斜率为20dB/dec的一条(y tio)斜线。第19页/共54页第十九页，共55页。(3)惯性(gunxng)环节：为转角(zhunjio)(转折、交接)频率第20页/共54页第二十页，共55页。低频(dpn)时，即
7、高频(o pn)时，即第21页/共54页第二十一页，共55页。渐近线 精确(jngqu)曲线 精确(jngqu)曲线 惯性环节(hunji)的对数频率特性(渐近线和精确曲线) Bode Diagram of G(j)=1/(jT+1) T=1渐近线 低频段(小于转角频率)幅频特性可认为是0dB的一条直线，高频段的幅频特性可认为是斜率为-20dB/dec的一条斜线。10-1100101第22页/共54页第二十二页，共55页。 一阶系统的频率响应(pn l xin yn)曲线以渐近线表示时引起的对数幅值误差第23页/共54页第二十三页，共55页。 一阶系统(xtng)(1+jT)的对数频率特性曲线
8、 低频(dpn)段(小于转角频率)幅频特性可认为是0dB的一条直线，高频段的幅频特性可认为是斜率为20dB/dec的一条斜线。10-1100101第24页/共54页第二十四页，共55页。(4)振荡(zhndng)环节：第25页/共54页第二十五页，共55页。低频渐近线为一条低频渐近线为一条0 0分贝分贝(fnbi)(fnbi)的水平线；高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为的水平线；高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为- -40dB/dec40dB/dec的直线。的直线。第26页/共54页第二十六页，共55页。二阶因子 幅频特性与 的关系10-110010110-2第27页/共54页第二十七页，
9、共55页。二阶因子 幅频特性与 的关系10-110010110-2第28页/共54页第二十八页，共55页。二阶因子 幅频特性与 的关系10-110010110-2第29页/共54页第二十九页，共55页。二阶因子 幅频特性与 的关系10-110010110-2第30页/共54页第三十页，共55页。二阶因子 幅频特性与 的关系10-110010110-2第31页/共54页第三十一页，共55页。低频段(小于转角频率)幅频特性可认为(rnwi)是0dB的一条直线，高频段的幅频特性可认为(rnwi)是斜率为40dB/dec的一条斜线。二阶系统 幅频特性与 的关系10-110010110-2第32页/共5
10、4页第三十二页，共55页。二阶因子相频特性与 的关系10-11001010-45-90-135-180第33页/共54页第三十三页，共55页。二阶因子相频特性与 的关系10-11001010-45-90-135-180第34页/共54页第三十四页，共55页。二阶因子相频特性与 的关系10-11001010-45-90-135-180第35页/共54页第三十五页，共55页。二阶因子相频特性与 的关系10-11001010-45-90-135-180第36页/共54页第三十六页，共55页。二阶因子相频特性与 的关系10-11001010-45-90-135-180第37页/共54页第三十七页，共5
11、5页。二阶系统(xtng)的对数相频特性曲线 10-11001010-45-90-135-180第38页/共54页第三十八页，共55页。w ws/rad度00-900T1T.10T10-1800第39页/共54页第三十九页，共55页。幅值误差与 的关系第40页/共54页第四十页，共55页。幅值误差与 的关系第41页/共54页第四十一页，共55页。幅值误差与 的关系第42页/共54页第四十二页，共55页。幅值误差与 的关系第43页/共54页第四十三页，共55页。幅值误差与 的关系第44页/共54页第四十四页，共55页。 二阶系统的频率响应(pn l xin yn)曲线以渐近线表示时引起的对数幅值
12、误差第45页/共54页第四十五页，共55页。二阶系统(二阶微分环节(hunji)的对数幅频特性曲线 低频段(小于转角频率)幅频特性可认为是0dB的一条直线(zhxin)，高频段的幅频特性可认为是斜率为-40dB/dec的一条斜线。第46页/共54页第四十六页，共55页。比例(bl)环节K的bode图第47页/共54页第四十七页，共55页。-20dB/dec积分环节 的bode图第48页/共54页第四十八页，共55页。20dB/dec微分(wi fn)环节s的bode图第49页/共54页第四十九页，共55页。惯性环节 的bode图-20dB/dec第50页/共54页第五十页，共55页。一阶微分环
13、节 的bode图20dB/dec第51页/共54页第五十一页，共55页。振荡环节 的bode图-40dB/dec第52页/共54页第五十二页，共55页。二阶微分环节 的bode图40dB/dec第53页/共54页第五十三页，共55页。感谢您的观赏(gunshng)第54页/共54页第五十四页，共55页。内容(nirng)总结项 目。熟悉典型(dinxng)环节的极坐标图和对数坐标图。典型(dinxng)环节极坐标图和对数坐标图的绘制方法。5-3 典型(dinxng)环节频率特性的绘制。对数坐标图渐进曲线代替精确曲线的理解。第1页/共54页。由于() = - 90是常数。A()随增大而减小。4. 惯性环节。相位的绝对值越来越大，但最终不会大于90，其极坐标图为一个半圆。6. 一阶微分环节。当从零变化到无穷时，幅相频率特性是通过(1,0)点，且平行于正虚轴的一条直线第五十五页，共55页。
