清华机械工程控制基础课件第四章频率特性分析.ppt

学时与学分：学时与学分：48/3 48/3 基本教学内容与学时安排基本教学内容与学时安排 一绪论一绪论 2 2 学时学时 二自动控制系统的数学模型二自动控制系统的数学模型 7 7 学时学时 三时间响应分析三时间响应分析 8 8 学时学时 四频率特性分析四频率特性分析 8 8 学时学时 五系统的稳定性五系统的稳定性 8 8 学时学时 六系统的性能指标与校正六系统的性能指标与校正 7 7 学时学时 七线性离散系统七线性离散系统 8 8 学时学时2/19/20232/19/2023机械工程机械工程第四章第四章 频率特性分析频率特性分析频率特性分析是经典控制理论中研究与分析频率特性分析是经典控制理论中研究与分析系统特性的主要方法系统特性的主要方法,沟通了时域与频域的沟通了时域与频域的研究与分析：研究与分析：1.传递函数从复数域到具有明确物理概念的传递函数从复数域到具有明确物理概念的频域来分析系统的特性；频域来分析系统的特性；2.建立系统的时间响应与其频谱建立系统的时间响应与其频谱;单位脉冲响单位脉冲响应与频率特性之间的直接关系应与频率特性之间的直接关系;3.在下列方面有重要作用：在下列方面有重要作用：2/19/20232/19/2023机械工程机械工程（1 1）系统分析方面：）系统分析方面：任何信号可分解为叠任何信号可分解为叠加的谐波信号（加的谐波信号（周期信号分解为叠加的频周期信号分解为叠加的频率谱离散的谐波信号，非周信号分解为叠率谱离散的谐波信号，非周信号分解为叠加的频谱连续的谐波信号加的频谱连续的谐波信号），可用系统对），可用系统对不同频率的谐波信号的响应特性的研究，不同频率的谐波信号的响应特性的研究，取代系统对任何信号的响应特性的研究取代系统对任何信号的响应特性的研究(系系统的稳定性和响应的快速性与准确性统的稳定性和响应的快速性与准确性)。2/19/20232/19/2023机械工程机械工程 （2 2）系统建模方面：）系统建模方面：对于无法用分析法求对于无法用分析法求得传递函数或微分方程的系统或环节得传递函数或微分方程的系统或环节,可以可以通过试验求出系统或环节的频率特性，进通过试验求出系统或环节的频率特性，进而求出该系统或环节的传递函数。对于那而求出该系统或环节的传递函数。对于那些能用分析法求得传递函数的系统，也通些能用分析法求得传递函数的系统，也通过频率特性加以验证和修正。过频率特性加以验证和修正。2/19/20232/19/2023机械工程机械工程主要内容主要内容：1.频率特性的基本概念及其与传递函数的关频率特性的基本概念及其与传递函数的关系系;2.2.分析典型环节的或系统的频率特性的图形分析典型环节的或系统的频率特性的图形表示表示极坐标图、对数坐标图极坐标图、对数坐标图;3.3.利用利用NyquistNyquist图研究系统的开环与闭环频图研究系统的开环与闭环频率特性的关系率特性的关系;4.4.讨论频率特性的特征量、最小相位系统、讨论频率特性的特征量、最小相位系统、时间响应与其频谱间的关系。时间响应与其频谱间的关系。2/19/20232/19/2023机械工程机械工程