1、自動控制原理,西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院 自 動 控 制 原 理 教 學(xué) 組,本次課程作業(yè)(25) 5 31(1,2), 32, 33,34 5 35 (選作）,自動控制原理,課程回顧,中頻段,三頻段理論,高頻段,低頻段,對應(yīng)性能,希望形狀,L(w),系統(tǒng)抗高頻干擾的能力,開環(huán)增益 K,系統(tǒng)型別 v,穩(wěn)態(tài)誤差 ess,截止頻率 wc,相角裕度 g,動態(tài)性能,陡，高,緩，寬,低，陡,頻段,三頻段理論并沒有提供設(shè)計系統(tǒng)的具體步驟， 但它給出了調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改善系統(tǒng)性能的原則和方向,自動控制原理,（第 25 講） 5. 線性系統(tǒng)的頻域分析與校正 5.1 頻率特性的基本概念 5.2 幅相頻率特性（Nyqui

2、st圖） 5.3 對數(shù)頻率特性（Bode圖） 5.4 頻域穩(wěn)定判據(jù) 5.5 穩(wěn)定裕度 5.6 利用開環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制 5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 5.9 頻率法串聯(lián)校正,自動控制原理,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制 5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系 統(tǒng)的性能,（第 25 講）,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（1）,研究閉環(huán)頻率特性的必要性,閉環(huán)頻率特性的一些特征量在實際工程中應(yīng)用 十分廣泛；,(2)通過實驗方法容易得到系統(tǒng)的閉環(huán)頻率特性；,(3)通過閉環(huán)頻率特性可以估算系統(tǒng)的性能指標(biāo)。,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（2）,5.7.1 用向量法

3、求閉環(huán)頻率特性,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（3）,等M圓 等N圓圖,等M圓 為常數(shù)的軌跡,設(shè),整理得, 等 圓方程,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（4）,等N圓 為常數(shù)的軌跡,設(shè),整理得, 等 圓方程,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（5）,等M圓 等N圓圖 Nichols 圖線,5.7.2 尼柯爾斯圖線,5.7 閉環(huán)頻率特性曲線的繪制（6）,例1 已知 求,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （1）,5.8.1 閉環(huán)頻率特性的幾個特征量,例2 一階系統(tǒng),閉環(huán)頻率特性,(1) 零頻值,對二階欠阻尼系統(tǒng),(3) 帶寬頻率,下降到0.707 對應(yīng)的頻率值,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性

4、能 （2）,5.8.2 閉環(huán)頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)的關(guān)系,(1) 二階系統(tǒng),5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （3）,解. 依圖，可以確定是欠阻尼二階系統(tǒng),由,例3 實驗測得某閉環(huán)系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性如圖所示，試確定 系統(tǒng)的動態(tài)性能 。,解出,可確定,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （4）,(2) 高階系統(tǒng),5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （5）,解.依題意，當(dāng) 時 要求,即,例4 一臺筆錄儀的傳遞函數(shù)為 ，要求在5Hz以內(nèi)時， 記錄儀的振幅誤差不大于被測信號的10%，試確定記錄儀應(yīng) 有的帶寬,5.8 利用閉環(huán)頻率特性分析系統(tǒng)的性能 （6）,例5 單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 (1)繪制幅相特性曲線，求wc, g, 估算s,ts; (2)繪制Nichols圖,求Mr,wr,wb并估算s,ts。,利用閉環(huán)頻率特性估算性能 例5.16,解 (1),(2),課程小結(jié)(1),用頻域分析方法估算系統(tǒng)的動態(tài)性能,P179,實驗 測試,穩(wěn)定性,穩(wěn)定裕度,閉環(huán)頻率 特征量,P173,本次課程作業(yè)(25) 5 31(1,2), 32,