第5章自动控制系统的频域分析 主要内容 频率特性的基本概念 非周期函数的频谱分析 频率特性的表示方法 典型环节的频率特性 ■系统开环频率特性的绘制 ■用频率法分析控制系统的稳定性 系统暂态特性和开环频率特性的关系 闭环系统频率特性 系统暂态特性和闭环频率特性的关系 小结
2 主要内容 ◼ 频率特性的基本概念 ◼ 非周期函数的频谱分析 ◼ 频率特性的表示方法 ◼ 典型环节的频率特性 ◼ 系统开环频率特性的绘制 ◼ 用频率法分析控制系统的稳定性 ◼ 系统暂态特性和开环频率特性的关系 ◼ 闭环系统频率特性 ◼ 系统暂态特性和闭环频率特性的关系 ◼ 小结 第5章 自动控制系统的频域分析
第5章自动控制系统的频域分析 学习重点 令了解频率特性的基本概念,掌握其不同的表示方 法 冷了解典型环节的频率特性; 令熟练掌握波德图和奈氏图的绘制方法; 冷理解和掌握奈氏稳定判据,会用奈氏判据判断系 统的稳定性 ☆熟练掌握系统稳定裕量的物理含义和计算方法; 令建立开环频率特性和系统性能指标之间的对应关 系,能够定性地分析系统的性能; 令了解闭环系统频率特性及其和系统暂态特性的关 系
3 第5章 自动控制系统的频域分析 学习重点 ❖ 了解频率特性的基本概念，掌握其不同的表示方 法； ❖ 了解典型环节的频率特性； ❖ 熟练掌握波德图和奈氏图的绘制方法； ❖ 理解和掌握奈氏稳定判据，会用奈氏判据判断系 统的稳定性； ❖ 熟练掌握系统稳定裕量的物理含义和计算方法； ❖ 建立开环频率特性和系统性能指标之间的对应关 系，能够定性地分析系统的性能； ❖ 了解闭环系统频率特性及其和系统暂态特性的关 系
51频率特性的基本概念 1.频率法 根据系统的频率特性能间接地 揭示系统的暂态特性和稳态特性, 简单迅速地判断某些环节或者参数 对系统的暂态特性和稳态特性的影 响,并能指明改进系统的方向。是 种工程上常用的方法
4 1. 频率法 5.1 频率特性的基本概念 根据系统的频率特性能间接地 揭示系统的暂态特性和稳态特性， 简单迅速地判断某些环节或者参数 对系统的暂态特性和稳态特性的影 响，并能指明改进系统的方向。是 一种工程上常用的方法
51频率特性的基本概念 2.频率特性 例5-1RL串联回路 R u=Usin ot U=UeJor Z=R+jOL U U j(at+o) R+1oL√R2+(o) P=-arctan R
5 u = U sin t j t U U e = Z = R + j L 例5-1 R-L串联回路 5.1 频率特性的基本概念 2. 频率特性 ( ) 2 2 ( ) U U j t I e R j L R L + = = + + R L = −arctan
51频率特性的基本概念 wgo) 1/R 1/R UR+1oL1+7/i√1+(0) 1=A(0)e 1/R A() T=LIR 1+(7) (o)=-arctan=-arctanTo R
6 2 1 1/ 1/ ( ) 1 1 ( ) j j I R R e A e U R j L T j T + + = = = = + + + T L R T R A , / 1 ( ) 1/ ( ) 2 = + = ( ) arctan arctan L T R = − = − W j ( ) = 5.1 频率特性的基本概念