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1,結(jié)論:開環(huán)幅頻特性是串聯(lián)環(huán)節(jié)幅頻特性幅值之積 開環(huán)相頻特性是串聯(lián)環(huán)節(jié)相頻特性相角之和,5.5 開環(huán)幅相曲線的繪制Nyquist圖,開環(huán)傳遞函數(shù): 開環(huán)頻率特性:,2,開環(huán)幅相頻率特性曲線對應(yīng)極坐標圖,Nyquist圖 奈奎斯特圖 簡稱奈氏圖,不能清楚地表明開環(huán)傳遞函數(shù)中每個環(huán)節(jié)(參數(shù))對系統(tǒng)的性能影響。 (手工繪圖麻煩),能在一幅圖上表示出系統(tǒng)在整個頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)特性 (直觀)。,2.缺點,1.優(yōu)點,3,幅相曲線(Nyquist)圖的3個要點,Re,Im,0,+,1)起點和終點,4,幅相曲線與實軸交點:,曲線與負實軸交點:,曲線與正實軸交點:,結(jié)論:繪制幅相曲線草圖(描點作圖)關(guān)鍵是 抓兩頭(起點、終點),帶中間(實軸)。,2)與實軸的交點,3)變化范圍(象限、單調(diào)性),5,例1 考慮下列二階傳遞函數(shù):,試繪制這個傳遞函數(shù)的幅相曲線。,解:,起點,終點,6,例題2:繪制 的幅相曲線。,解:,起點:,終點:,求交點:,7,例題3:繪制 的幅相曲線。,解:,起點:,終點:,求交點:,8,9,例題4:繪制 的幅相曲線。,解:,起點:,終點:,求交點:,10,第2、3象限,第3象限,幅相曲線與負實軸交點:,11,例題5:繪制 的幅相曲線。,解:,起點:,終點:,求交點:,該系統(tǒng)為非最小相位系統(tǒng),12,例題7:繪制 的幅相曲線。,解:,求交點:,13,例題8:繪制 的幅相曲線。,14,已知 試分析并繪制T和T情況下的幅相曲線。,解:,起點:,終點:,求交點:,15,寫出開環(huán)頻率特性表達式,將所含各典型環(huán)節(jié)的 轉(zhuǎn)折頻率由小到大依次標在頻率軸上 。,(2) 繪制開環(huán)對數(shù)幅頻曲線的漸近線(由線段組成 ),5.5.2 系統(tǒng)開環(huán)對數(shù)頻率特性的繪制,一、疊加法:先繪制每個環(huán)節(jié)特性,然后相加減。,(3) 作出以分段直線表示的漸近線后,如果需要,再按 典型環(huán)節(jié)的誤差曲線對相應(yīng)的分段直線進行修正 。,(4) 作相頻特性曲線。根據(jù)表達式,在低頻、中頻和高 頻段中各選擇若干個頻率進行計算,然后連成曲線 。,二、分段法:利用低頻段特點,只需疊加高頻線段。,16,1.低頻段,每遇到轉(zhuǎn)折頻率,就改變分段直線的斜率,繪制開環(huán)對數(shù)幅頻曲線(各環(huán)節(jié)漸近線組成),高頻段,3.,斜率:,傳遞函數(shù):,漸近線斜率,2.中頻段,17,18,10,0.2,2,1,0.1,L()dB,0,20,40,-40,-20,20,100,-40,-60,繪制,的L()曲線,低頻段:,-80,60,-40,19,20,-20,-40,-20,-40,21,例3 某系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù) (標準化求K值,疊加法),(1)比例,(2)積分,(3)一次微分 轉(zhuǎn)折頻率,(4)慣性 轉(zhuǎn)折頻率,(5)振蕩 轉(zhuǎn)折頻率,解:頻率特性:,繪出對數(shù)幅頻特性和對數(shù)相頻特性圖。,22,s,/,rad,(4),w,0.1,1,10,dB,20,40,60,0.01,(1),(2),(3),-20,-20,-40,-60,-60,-80,-20,-40,-60,轉(zhuǎn)折頻率:,一次微分,振蕩,慣性,轉(zhuǎn)折頻率:小,大,積分,比例,對數(shù)幅頻特性圖(疊加法),0,-20,23,對數(shù)相頻特性圖(疊加法),24,1、確定低頻段Bode圖位置。 (不考慮慣性、振蕩、微分環(huán)節(jié)),2、依次畫轉(zhuǎn)折頻率以后部分,增減斜率。,低頻段斜率由積分環(huán)節(jié)決定,v 0 0dB/dec v = 1 -20dB/dec v= 2 -40dB/dec,在,位置,33 20dB/dec,11.414 40dB/dec,22 20dB/dec,25,w,0.1,1,10,dB,20,40,60,0.01,-20,+20,-60,-60,-80,-20,-40,-60,對數(shù)幅相頻特性圖 對數(shù)坐標圖Bode圖,(描點作圖:抓兩頭帶中間),26,5.5.3 由頻率特性曲線求系統(tǒng)傳遞函數(shù),最小相位系統(tǒng):根據(jù)開環(huán)對數(shù)幅頻特性(對應(yīng)) L()能唯一確定系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)。,基于頻域:實驗法建立數(shù)學模型,信號源,對象,記錄儀,27,28, 傳遞函數(shù), 求時間常數(shù), 求k, k = 8,例題:已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù) 幅頻特性曲線,求其開環(huán)傳遞函數(shù)。,29,例4,已知最小相位系統(tǒng)的開環(huán)對
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