《自动控制基础》课程教学资源（PPT课件）第五章 频域分析_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间被测函数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D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.0Usinot振荡系统发生相关分析器器器V4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（の）曲线和(）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.低频段确定9和放大倍数KRRE1）v由低频段斜率决定:[-v20]

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。 第五章 频率法 1  20 2.    ） 由低频段斜率决定：− 低频段确定 和放大倍数K

第五章频率法（(续）由Bode图确定系统的传递函数2).K的确定：低频段的方程为：L(の)=20lg(K)-20ulgQa) =l,L(1)= 20 lg(K)L(U)K=10 20b) L(@,)= 20 lg(K)-20v lg 0, = 0K=o,其中，の为低频段（或延长线）与0分贝线交点频率c)渐进线法求解d)解方程法求解

5 由Bode图确定系统的传递函数（续） 2).K的确定： 第五章 频率法 解方程法求解 渐进线法求解 其中， 为低频段（或延长线）与 分贝线交点频率 低频段的方程为： ) ) 0 ) ( ) 20lg( ) 20 lg 0 10 ) 1, (1) 20lg( ) ( ) 20lg( ) 20 lg 2 0 (1) d c K b L K K a L K L K v v v v L           = = − = = = = = −