《自动控制基础》课程教学资源（课件讲稿）知识模块5 频率特性分析法 5.7 系统传递函数的试验确定法

第五章频率法5.7系统传递函数的试验确定法分析和设计系统的第一步是建模。一般地系统的数学模型可以利用基本的物理定理、化学定律等解析法求得，但有时很难很繁琐，尤其是较复杂的系统。所以，工程上多数采用频率响应实验法确定系统的数学模型，这对于那些难以写出传函的系统来说，无疑是一种非常有效的方法

1 5.7 系统传递函数的试验确定法 分析和设计系统的第一步是建模。一般地， 系统的数学模型可以利用基本的物理定理、化 学定律等解析法求得，但有时很难很繁琐，尤 其是较复杂的系统。所以，工程上多数采用频 率响应实验法确定系统的数学模型，这对于那 些难以写出传函的系统来说，无疑是一种非常 有效的方法。 第五章 频率法

第五章频率法5.7.1用正弦信号相关分析法测试频率特性sinot坐标转换器积分器乘法器双向被测函数U.oUsinot振荡系统生发相关分析器器器乘法器积分器cosot要求：必须采用规范的正弦波，即无谐波分量和畸变，频率范围一般为0.001～1000Hz。超低频信号（0.01Hz以下）一用机械式正弦信号发生器

2 5.7.1 用正弦信号相关分析法测试频率特性 双向 振荡 器 被测 系统 乘法器 乘法器 积分器 积分器 坐 标 转 换 器 函数 发生 器 cost sint U t U sint c Y X 相关分析器  A 要求：必须采用规范的正弦波，即无谐波分量和畸 变，频率范围一般为0.001～1000Hz。 1）超低频信号（0.01Hz以下）—用机械式正弦信号 发生器。 第五章 频率法

第五章频率法 (续)用正弦信号相关分析法测试频率特性2）0.01~1000Hz一用电子式信号发生器坐标转换器sinot积分器乘法器双向被测函数U.OUsinot振荡系统发生相关分析器器器4乘法器积分器coSot2、测试原理：相关分析法能从被测系统的输出信号中分检出正弦波的一次谐波，同时抑制直流分量、高次谐波和噪声

3 2）0.01～1000Hz—用电子式信号发生器。 用正弦信号相关分析法测试频率特性 (续) 2、测试原理： 相关分析法能从被测系统的输出信号中分检出正 弦波的一次谐波，同时抑制直流分量、高次谐波 和噪声。 双向 振荡 器 被测 系统 乘法器 乘法器 积分器 积分器 坐 标 转 换 器 函数 发生 器 cost sint U t U sint c Y X 相关分析器  A 第五章 频率法

第五章频率法5.7.2由Bode图确定系统的传递函数用频率特性测试仪将被测系统的输出、输入之比对の的关系曲线记录下来，即可绘出其对数L（@）曲线和(の)曲线，对最小相位系统，可写出其传递函数。1．确定渐近线形式：对测得的曲线进行分析，用[土20]的倍数的直线段近似。2.确定转折频率即典型环节：[+20]为一阶微分，[-20]为惯性，[-40]为振荡或两个惯性

4 5.7.2 由Bode图确定系统的传递函数 用频率特性测试仪将被测系统的输出、输入之 比对ω的关系曲线记录下来，即可绘出其对数L(ω) 曲线和φ(ω)曲线，对最小相位系统，可写出其传递 函数。 1．确定渐近线形式：对测得的曲线进行分析，用 [±20]的倍数的直线段近似。 2．确定转折频率即典型环节：[+20]为一阶微分， [-20]为惯性，[-40]为振荡或两个惯性。 第五章 频率法

第五章频率法（续）由Bode图确定系统的传递函数3.低频段的斜率由决定:-v20]V4.K的确定: [0]: 20 lg K = Li,. K =1020[-20]:K=の或K=の,或在の=1处量得20lgK，再求得K。[-40]:K=或K=或在=1处量得20lgK，再求得K

5 由Bode图确定系统的传递函数（续） 3.低频段的斜率由决定：20   2 0 1 1 4. 0 : 20lg , 10 L K的确定： K  L  K    ，再求得 。 或 或 在 处量得 K K K c K 20lg 20 : 1     v     ，再求得 。 或 或 在 处量得 K K K c K 20lg 40 : 1 2 a 2        第五章 频率法