Shanghai Jiao Tong University 第四章经典控制理论与方法：频域方法 上海交通大学自动化系 Department of Automation Shanghai Jiao Tong University
Shanghai Jiao Tong University 第四章 经典控制理论与方法：频域方法
Shanghai Jiao Tong University 背景 ©时域分析法的缺点 ·高阶系统的分析难以进行 当系统某些元件的传递函数难以列写时，整个系统 的分析工作将无法进行 物理意义欠缺 频率响应法 © ·二十世纪三十年代发展起来 。 研究自动控制系统的一种工程方法 ·利用频率特性进行控制系统分析的图解方法 可方便地用于控制工程中的系统分析与设计
Shanghai Jiao Tong University 背景 时域分析法的缺点 • 高阶系统的分析难以进行 • 当系统某些元件的传递函数难以列写时，整个系统 的分析工作将无法进行 • 物理意义欠缺 频率响应法 • 二十世纪三十年代发展起来 • 研究自动控制系统的一种工程方法 • 利用频率特性进行控制系统分析的图解方法 • 可方便地用于控制工程中的系统分析与设计
Shanghai Jiao Tong University 内容 >控制系统的频域分析法 >频率特性 ·Bode图 •最小相位系统 ·性能分析
Shanghai Jiao Tong University 内容 ¾控制系统的频域分析法 ¾频率特性 • Bode图 • 最小相位系统 • 性能分析
Shanghai Jiao Tong University 1、频率特性 元 ©频率特性，又叫频率响应 ·控制系统在频域中的一种数学模型 ©系统频率特性能 ·间接地揭示系统的动态特性和稳态特性 ©频率响应法的优点 ·图解方法研究系统的稳定性 ·不必求解系统的特征根，形象直观和计算量少 。 频率特性可用实验方法测出，具有明确的物理意义 ·对于难以列写微分方程系统来说，具有重要的实际意义 o 可推广应用于某些非线性系统 ·例如含有延迟环节的系统 o 可方便设计出能有效抑制噪声的系统
Shanghai Jiao Tong University 1、频率特性 频率特性，又叫频率响应 • 控制系统在频域中的一种数学模型 系统频率特性能 • 间接地揭示系统的动态特性和稳态特性 频率响应法的优点 • 图解方法研究系统的稳定性 • 不必求解系统的特征根，形象直观和计算量少 • 频率特性可用实验方法测出，具有明确的物理意义 • 对于难以列写微分方程系统来说，具有重要的实际意义 • 可推广应用于某些非线性系统 • 例如含有延迟环节的系统 • 可方便设计出能有效抑制噪声的系统
Shanghai Tong Unive?女频率特性的定义 ©输入函数是正弦函数 ©系统输出的稳态分量与输入之比 ©一般用G(jo)表示 G(o)=9,c 系统输出的稳态分量 ↑r(t)=r sin ot ↑c(t)=c sin(ot+p) 控制系统
Shanghai Jiao Tong University 1、频率特性的定义 输入函数是正弦函数 系统输出的稳态分量与输入之比 一般用G(jω)表示 r t r t ( ) = m sinω ωt mr c(t) = c sin(ωt +ϕ) m ωt mc ϕ ， c：系统输出的稳态分量 r c & & & G(jω) =