频率分析1.ppt

第四章频域分析法时域模型—微分方程(时域分析法) 复数域模型——传递函数频域模型——频率特性(频域分析法) 工程方法,方便地利用实验数据间接方法,指出改进方向,指导设计直观,易于理解分析时域性能;参数设计时,须重新计算本章主要内容 频率特性的基本概念 典型环节的频率特性图 系统开环频率特性图 频域稳定性判据 闭环控制系统的频率特性 频域指标与时域性能指标间的关系 用系统开环频率特性分析闭环系统性能第四章频域分析法 频率特性的基本概念 RC?? tu o?? tu i?? ti RC T??????? 1 1??? Ts sU sUsG i o 传递函数第四章频域分析法输入信号:?? tUtu im i? sin ??? 22????s UsU im i输出信号:?? 221 1?????s U Ts sU im o?????????TtT UeT TUtu im T t im o arctan sin 1 1 2 22 2??????瞬态响应稳态响应第四章频域分析法 频率特性的基本概念定义系统的稳态响应分量和输入的复数比为: ???A????频率特性第四章频域分析法 频率特性的基本概念???????? tjtU TtjTtT U im im??????? sin cos arctan sin arctan cos 1 22???????? U UjG i o?????????? Tj tj im Ttj imeT eU eT U arctan 22 arctan 221 1 1 ??????幅频特性: ???? 21 1??T A??相频特性: ?????T arctan ??频率特性反映系统的内在性质,与外界因素无关频率特性随频率变化而变化,与系统的储能元件有关频率特性表出了系统的“低通”滤波及相位滞后作用第四章频域分析法 频率特性的基本概念频率特性的求取方法按定义求。根据已知系统的微分方程或传递函数,给以正弦激励,求出稳态解,取输出稳态分量和输入正弦的复数之比求得根据系统的传递函数来求。频率特性是传递函数的一种特殊情况。??????????? j jseA jT Ts sG ???????1 11 1 通过实验测得第四章频域分析法 频率特性的基本概念频率特性的图示方法频率特性是复数,故可写为???jG???????????????? jeA jVUjG???则???U???jG 的实部,称为实频特性???V???jG 的虚部,称为虚频特性???A???jG 的模,称为幅频特性???????jG 的幅角,称为相频特性第四章频域分析法 频率特性的基本概念频率特性之间的关系???????????? 22????VUjGA?????????????????????????U VjG arctan ????????????? cos ReAjGU??????????????? sin ImAjGV??第四章频域分析法 频率特性的基本概念频率特性三种图示表达方式幅相频率特性( Nyquist 图或极坐标图) 系统频率特性是个向量。在极坐标复平面上,当从零趋向无穷大时,画出对应的向量,把各向量端连成曲线即得到系统的极坐标幅相频率特性曲线,即 Nyquist 曲线或 Nyquist 图???jG?第四章频域分析法 频率特性的基本概念