第五章频率响应法 第五章 频率响应法 5.1频率特性 5.2典型环节的频率特性 5.3控制系统开环频率特性曲线的绘制 5.4频域稳定性判据 5.5稳定裕度 5.6闭环系统的频域性能指标 5.7频率特性的试验确定方法 小结 西安电子科技大学 IAEI 航天电子信息研究所
第五章 频 率 响 应 法 2 西安电子科技大学 航天电子信息研究所2 IAEI 第五章 频 率 响 应 法 5.1 5.2 5.3 控制系统开环频率特性曲线的绘制 5.4 5.5 5.6 5.7 小结
第五章频率响应法 本章目标: 从频域角度,用频域的方法分析系统的各项性能 奈奎斯特曲线稳定判据 从个频域角度分析系统动态性能 1什么是频域分析,如何进行频域分析 2.典型环节的频率特性绘制 幅度-相位频率图(奈奎斯特曲线图) 对数幅度频率图 对数相位频率图 3.系统开环频率特性的绘制 4奈奎斯特稳定判据 5系统开环、闭环频率特性与动态特性的关系 西安电子科技大学 IAEI 舵天电子信息研宠所
第五章 频 率 响 应 法 3 西安电子科技大学 航天电子信息研究所3 IAEI 本章目标： 从频域角度，用频域的方法分析系统的各项性能 奈奎斯特曲线稳定判据 从个频域角度分析系统动态性能 1.什么是频域分析，如何进行频域分析 2.典型环节的 频率特性 绘制 • 幅度-相位频率图（奈奎斯特曲线图） • 对数幅度频率图 • 对数相位频率图 3. 系统开环频率特性的绘制 4.奈奎斯特稳定判据 5.系统开环、闭环频率特性与动态特性的关系
第五章频率响应法 定义:线性系统对正弦输入信 51频阜特性 号的稳态输出与输入之比 口基本概念(物理意义) 10 输入一个幅值不变,频率 s s+2 s+3 不断增大的正弦信号。 结论 给稳定的系统输入一个正弦,其稳态输出是与输入 同频率的正弦,幅值随频率变,相角也随频率变。 W(0)=()e jP(o) 幅频 相频 西安电子科技大学 IAEI 舵天电子信息研宠所
第五章 频 率 响 应 法 4 西安电子科技大学 航天电子信息研究所4 IAEI 基本概念（物理意义） 5.1 频率特性 输入一个幅值不变，频率 不断增大的正弦信号。 4 Ar=1 =0.5 =1 =2 =2.5 =4 结论 给稳定的系统输入一个正弦，其稳态输出是与输入 同频率的正弦，幅值随频率变，相角也随频率变。 ( ) ( ) ( ) j W j A e = 幅频 相频 定义：线性系统对正弦输入信 号的稳态输出与输入之比
第五章频率响应法 口基本概念(数学定义) 对于非周期输入信号,输出信号的傅里叶变换与输入 信号的傅里叶变换之比 W(@)= C(jo)P(O)+J@(0)=A(o)eol o) R(0) 结论W(o)=W() S=Jo 说明传递函数和频率特性可以通过变量替换相互转换 作用:当W(s)不可知,而()和eo)的变化规 律可测就可以推导出W(jo)进而获得W(s) 西安电子科技大学 IAEI 舵天电子信息研宠所
第五章 频 率 响 应 法 5 西安电子科技大学 航天电子信息研究所5 IAEI 结论 ( ) ( ) | W j W s = s j = 说明传递函数和频率特性可以通过变量替换相互转换 作用： 当 不可知，而 和 的变化规 律可测就可以推导出 进而获得 W s( ) A( ) j ( ) e W j ( ) W s( ) 基本概念（数学定义） 对于非周期输入信号，输出信号的傅里叶变换与输入 信号的傅里叶变换之比 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) C j j W j P jQ A e R j = = + =
第五章频率响应法 511频率特性的获取方法 实验法 实验测取频率特性的基本原理是输入正弦信号,测试输出正弦信号。只 是,为保证准确性,采取了一些抗干扰、克服非线性等措施。 正弦函数 显示记录 发生器 被测系统 仪器 西安电子科技大学 IAEI 舵天电子信息研宠所
第五章 频 率 响 应 法 6 西安电子科技大学 航天电子信息研究所6 IAEI 5.1.1 频率特性的获取方法 一、实验法 实验测取频率特性的基本原理是输入正弦信号，测试输出正弦信号。只 是，为保证准确性，采取了一些抗干扰、克服非线性等措施。 正弦函数 发生器 被测系统 显示记录 X 仪 器 i Xo