自动控制原理第讲对数频率特性课件.ppt

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1、自动控制原理第讲对数频率特性1第1页，此课件共26页哦开环传递函数分解成典开环传递函数分解成典型环节串连形式型环节串连形式设典型环节频率特性设典型环节频率特性系统开环频率特性系统开环频率特性系统开环对数幅频特性系统开环对数幅频特性(取对数变乘为加取对数变乘为加)2第2页，此课件共26页哦对数幅频对数幅频特性坐标特性坐标图图纵坐标均按线性分度纵坐标均按线性分度横坐标是角速率横坐标是角速率10倍频程，用倍频程，用dec 表示表示按按分度分度Bode图的坐标形式图的坐标形式(对数幅频特性对数幅频特性)10-210-1100101-40-30-20-1001020L()dB2 34横坐标刻度先疏后密横

2、坐标刻度先疏后密3第3页，此课件共26页哦Bode图的坐标形式图的坐标形式(相频特性相频特性)相频相频特性坐标特性坐标图图纵坐标均按线性分度纵坐标均按线性分度横坐标是角速率横坐标是角速率10倍频程，用倍频程，用dec 表示表示按按分度分度-1800-1350-900-45000450900（）010-210-1100101横坐标刻度先疏后密横坐标刻度先疏后密4第4页，此课件共26页哦完完整整图图二二合合一一-40-30-20-1001020L()dB-1800-1350-900-4500045090010-210-1100101Bode图的坐标形式图的坐标形式(对数频率特性对数频率特性)5第5

3、页，此课件共26页哦（1）比例环节）比例环节 对数幅频和相频特性对数幅频和相频特性比例环节对数频率特性曲线比例环节对数频率特性曲线0K1()LwK1K=1传递函数：传递函数：频率特性频率特性最小相位典型环节最小相位典型环节典型环节的对数幅相频率特性典型环节的对数幅相频率特性 6第6页，此课件共26页哦（2）积分环节）积分环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：对数幅频和相频特性对数幅频和相频特性（3）微分环节）微分环节对数幅频和相频特性对数幅频和相频特性斜斜率率7第7页，此课件共26页哦0.10.20.410.0420040-20-40-6000-90090021046010020400.

4、018第8页，此课件共26页哦1积分环节积分环节2微分环节微分环节对数频率对数频率特性曲线特性曲线9第9页，此课件共26页哦积分环节积分环节L()G(s)=1s G(s)=10s0.2 G(s)=s100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100-20-20-20与与0分贝线交点频率？斜率？分贝线交点频率？斜率？10第10页，此课件共26页哦 G(s)=S G(s)=2S G(s)=0.1S100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100+20+20+20微分微分环节环节L()与与0分贝线交点频率？斜率？分贝线交点频率？斜率？11第11页，此课件共26页哦（

5、4）惯性环节）惯性环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：对数幅频特性对数幅频特性相频特性相频特性转角频率转角频率低频段低频段低频时的对数幅值曲线是一条低频时的对数幅值曲线是一条0分贝的直线分贝的直线高频段高频段高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为-20dB/dec的直线的直线12第12页，此课件共26页哦高高频段频段斜率：斜率：L()20854210.5 0 000-26.60-0.97-450-3.01-63.40-7-760-78.70-830 -870-12.3-14.1-18.1-26()取转角频率取转角频率13第13页，此课件共26页哦 Bo

6、de DiagramFrequency(rad/sec)Phase(deg)Magnitude(dB)-25-20-15-10-5010-1100101-90-450渐近线渐近线 渐近线渐近线 精确曲线精确曲线 Exact curve精确曲线精确曲线 Asymptote 转角频率转角频率Corner frequency ()=-tg-1 惯性环节的对数频率特性曲线惯性环节的对数频率特性曲线 14第14页，此课件共26页哦用渐近线表示时，引起的对数幅值误差用渐近线表示时，引起的对数幅值误差惯性环节对数幅频特性误差曲线惯性环节对数幅频特性误差曲线(左右各十倍频程左右各十倍频程)10-1100101

7、-3-2.5-2-1.5-1-0.50 T=1 转转角角处处误误差差最最大大3分分贝贝15第15页，此课件共26页哦 G(s)=10.5s+1100 G(s)=s+5100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100惯性环节惯性环节L()-20-2026dB0o-30o-45o-60o-90o低频低频0分贝线重合？转角频率？分贝线重合？转角频率？16第16页，此课件共26页哦（5）一次微分环节）一次微分环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：对数幅频特性对数幅频特性相频特性相频特性转角频率转角频率低频段低频段低频时的对数幅值曲线是一条低频时的对数幅值曲线是一条0分贝的直线分

8、贝的直线高频段高频段高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为20dB/dec的直线的直线17第17页，此课件共26页哦Bode Diagram of G(jw)=jwT+1)T=0.1Frequency(rad/sec)Phase(deg)Magnitude(dB)051015202510010110204590一次微分环节的对数频率特性曲线一次微分环节的对数频率特性曲线 T=1 18第18页，此课件共26页哦 G(s)=0.5s+10.03 G(s)=(2.5s+1)L()dB100.2210.10dB2040-40-2020100一阶微分一阶微分L()0o+

9、30o+45o+60o+90o+20+20低频低频0分贝线重合？转角频率？分贝线重合？转角频率？19第19页，此课件共26页哦（6）振荡环节）振荡环节传递函数：传递函数：频率特性：频率特性：20第20页，此课件共26页哦转角频率转角频率低频段低频段低频时的对数幅值曲线是一条低频时的对数幅值曲线是一条0分贝的直线分贝的直线对数幅频特性：对数幅频特性：相频特性：相频特性：高频段高频段高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为高频时的对数幅频特性曲线是一条斜率为40dB/dec的直线的直线21第21页，此课件共26页哦振荡环节振荡环节对数幅频特性曲线对数幅频特性曲线 幅频特性幅频特性与与 关系关系10-1

10、100101-40-30-20-1001020dB 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.022第22页，此课件共26页哦振荡环节对数相频特性曲线振荡环节对数相频特性曲线 相频特性相频特性与与 关系关系10-1100101-180-160-140-120-100-80-60-40-200deg 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.023第23页，此课件共26页哦幅值误差幅值误差与与 关系关系10-1100101-6-4-202468101214dB 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0振荡环节对数幅频曲线以渐近线振荡环节对数幅频曲线以渐近线方式表示时引起的对数幅值误差方式表示时引起的对数幅值误差24第24页，此课件共26页哦振荡环节振荡环节L()100.2210.1L()dB0dB2040-40-2020100-4025第25页，此课件共26页哦振荡环节振荡环节再再分析分析0dBL()dB20lgk n r(0 0.707)-40 0 0.5 =0.5 0.5 友情提醒友情提醒:(n)=-90o?2nn22nS2Sk(s)G+=r26第26页，此课件共26页哦