自动控制原理课件第五章3教学文案.ppt

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1、自动控制原理课件第五章3对一系统实测得到的频率特性曲线如图对一系统实测得到的频率特性曲线如图近似后近似后得到的得到的渐近线渐近线:()-20dB/dec102-40dB/dec-60dB/decL()/dB-2002040相频特相频特性曲线性曲线:0-180-90-270 第三节第三节 用实验法确定系统传递函数用实验法确定系统传递函数二、根据伯德图确定传递函数二、根据伯德图确定传递函数1、最小相角系统和非最小相角系统、最小相角系统和非最小相角系统 一个一个稳定系统稳定系统，若其传递函数，若其传递函数在右半在右半s平面无零平面无零点点，称为，称为最小相角系统（最小相位系统）最小相角系统（最小相位

2、系统）；否则，；否则，称为非最小相角系统（非最小相位系统）。称为非最小相角系统（非最小相位系统）。2、特点、特点1 1）对于最小相角系统，其幅频特性和相频特性直接）对于最小相角系统，其幅频特性和相频特性直接关联，即一个幅频特性只能有一个相频特性与之对关联，即一个幅频特性只能有一个相频特性与之对应，反之亦然。应，反之亦然。对于对于最小相角系统，只要根据对数幅频曲线就可以写最小相角系统，只要根据对数幅频曲线就可以写出系统的传递函数出系统的传递函数。2 2）若两个系统的幅频特性相同，则）若两个系统的幅频特性相同，则 0时，最小相时，最小相角系统的相角总小于非最小相角系统的相角角系统的相角总小于非最小

3、相角系统的相角。3 3）对于最小相角系统，若其传递函数的分子和分母）对于最小相角系统，若其传递函数的分子和分母的最高次数分别为的最高次数分别为m和和n，则则 时，相频特性时，相频特性()-(n-m)90。非最小相角系统不满足此条件。非最小相角系统不满足此条件。例：设两个传递函数分别为例：设两个传递函数分别为试比较两者的频率特性。试比较两者的频率特性。解：解：很显然，很显然，G1(s)是最小相角系统，是最小相角系统，G2(s)是非最小相角系统。是非最小相角系统。Bode图（图（T1=10，T=1）dB-200-18000.010.1110 非最小相角系统的非最小相角系统的相频曲线相频曲线-20d

4、B/dec-90最小相角系统的最小相角系统的相频曲线相频曲线第三节第三节 用实验法确定系统传递函数用实验法确定系统传递函数3、根据伯德图确定传递函数、根据伯德图确定传递函数G(s)=Sv(TjS+1)n-j=1K(iS+1)i=1m系统传递函数的一般表达式为：系统传递函数的一般表达式为：根据伯得图确定传递函数主要是确根据伯得图确定传递函数主要是确定增益定增益 K，转折频率及相应的时间常数转折频率及相应的时间常数等参数则可从图上直接确定。等参数则可从图上直接确定。第三节第三节 用实验法确定系统传递函数用实验法确定系统传递函数1.=0低频渐近线为低频渐近线为系统的伯德图：系统的伯德图：20lgKx

5、-40dB/dec0L()/dB-20dB/deccL()=20lgK=K=1020即即第三节第三节 用实验法确定系统传递函数用实验法确定系统传递函数L()/dB11c-20dB/dec-40dB/dec0低频段的曲线与横低频段的曲线与横轴相交点轴相交点的频率为的频率为0 020lgKL()=20lgK=1lg0-lg120lgK=2020lgK=20lg0K=0系统的伯德图：系统的伯德图：因为因为故故2.=1第三节第三节 用实验法确定系统传递函数用实验法确定系统传递函数 0-20dB/dec-40dB/dec-40dB/decc1L()/dBlg0-lg120lgK=4020lgK=40lg

6、0K=02系统的伯德图：系统的伯德图：L()=20lgK=120lgK低频段的曲线与横低频段的曲线与横轴相交点轴相交点的频率为的频率为00因为因为故故3.=2例：求如图所示最小相位系统的传递函数。例：求如图所示最小相位系统的传递函数。dB-200401000.1110-20dB/dec20-40-40dB/dec-40dB/dec12.50.512某最小相角系统的对数幅频曲线某最小相角系统的对数幅频曲线解：因为最左端直线的斜率为：解：因为最左端直线的斜率为：-40dB/dec 系统传递函数中有两个积分环节：系统传递函数中有两个积分环节：=1时，最左端直线的延长线的纵坐标为：时，最左端直线的延长

7、线的纵坐标为：12.5dB 比例环节：比例环节：K 4.2=0.5时，直线的斜率由：时，直线的斜率由：-40dB/dec-20dB/dec 系统传递函数中有一个一阶微分环节：系统传递函数中有一个一阶微分环节：=12时，直线的斜率由：时，直线的斜率由：-20dB/dec-40dB/dec 系统传递函数中有一个惯性环节：系统传递函数中有一个惯性环节：系统传递函数为：系统传递函数为：第三节第三节 用实验法确定系统传递函数用实验法确定系统传递函数例例 已知采用积分控制液位系统的结已知采用积分控制液位系统的结构构 和对数频率特性曲线和对数频率特性曲线,试求系统的传试求系统的传 递函数。递函数。K1STs+1-hr(t)h(t)解解:将测得的对数将测得的对数 曲线近似成渐曲线近似成渐近线近线:L()/dB20-200()0-180-901-20dB/dec4-40dB/dec(s)=1(S+1)(S/4+1)=10.25S2+1.25S+1)此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢