1、能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,1,重点回顾,频率特性：稳定的线性定常系统，在谐波输入作用下，其稳态输出仍然是同频率的谐波信号。其幅值和相位的变化和输入信号的频率及系统的传递函数G(s)有关。幅频特性：相频特性： 系统闭环传递函数为 ，输入 时，系统的稳态输出为,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,2,重点回顾,已知系统的传递函数为则系统的幅频特性相频特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,3,重点回顾,幅相曲线(极坐标图)：当 从零变化到无穷时，系统的幅值和相角的变化曲线，或实部和虚部的变化曲线。 对数频率特性曲线：横坐标按 ，均匀分度，纵坐标按 均匀分度
2、。即以输入频率为横坐标，以幅频特性为纵坐标绘制的曲线。,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,4,重点练习,例1：单位负反馈系统开环传递函数(1) 输入 时，系统的稳态误差。 (2) 输入r(t)= 时，系统的稳态误差。 解:(1)系统闭环传递函数 闭环频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,5,重点练习,稳态输出稳态误差(2) v=0,Kp=1,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,6,重点练习,例2 系统负反馈系统开环传递函数试绘制系统的开环幅相曲线，对数频率特性曲线。 解：幅频特性相频特性对数幅频特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,7,重点
3、练习,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,8,重点练习,幅相曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,9,重点练习,对数幅频特性曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,10,对数相频特性曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,11,典型环节 典型环节的频率特性 开环幅相曲线绘制 开环对数频率特性曲线 延迟环节和延迟系统 传递函数的频域实验确定,5-3 开环频率特性曲线绘制,本节内容：,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,12,1、典型环节,续,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,13,续表：,1、典型环节,能源与动力学院 第五章
4、线性系统的频域分析法,14,开环传递函数典型环节的分解：,典型环节的频率特性：,开环幅频特性和相频特性：,开环对数幅频特性：,1、典型环节,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,15,2、典型环节的频率特性,（1）比例环节,幅相曲线,对数频率特性曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,16,（2）积分环节,幅相曲线,对数频率特性曲线,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,17,2、典型环节的频率特性,思考1： 的幅相曲线和对数频率特性曲线如何？,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,18,（3）微分环节,幅相曲线,对数频率特性曲线,2
5、、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,19,2、典型环节的频率特性,思考2： 的幅相曲线和对数频率特性曲线如何？,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,20,（4）惯性环节,2、典型环节的频率特性,幅相曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,21,对数频率特性曲线,2、典型环节的频率特性,交接频率,低频渐进线,高频渐进线,斜率：-20dB/dec,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,22,2、典型环节的频率特性,思考3：的幅相曲线和对数频率渐近特性曲线如何？,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,23,能源与动力学院 第五章
6、线性系统的频域分析法,24,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,25,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,26,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,27,（5）一阶微分,幅相曲线,对数频率特性曲线,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,28,（6）振荡环节,故,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,29,幅相曲线,2、典型环节的频率特性,幅相曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,30,频率特性：,2、典型环节的频率特性,幅频特性：,相频特性：,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法
7、,31,谐振峰值,无因次频率,无因次谐振频率,谐振频率,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,32,低频渐进线,高频渐进线,交接频率,2、典型环节的频率特性,对数频率特性曲线：,频率特性：,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,33,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,34,2、典型环节的频率特性,对数频率特性曲线,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,35,（7）二阶微分环节,结论：传递函数互为倒数,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,36,（8）非最小相位环节,与最小相位环节
8、相比： 幅相曲线关于实轴对称 （比例环节例外） 对数幅频曲线相同 对数相频曲线关于0线对称（比例环节例外）,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,37,（a）非最小相位比例环节,幅相曲线,对数频率特性曲线,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,38,（b）非最小相位惯性环节,幅相曲线,对数频率特性曲线,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,39,（c）非最小相位一阶微分环节,幅相曲线,对数频率特性曲线,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,40,（d）非最小相位二阶振荡环节,2、典型环节的频率特性,能源与动力学院 第五章 线性系统的频域分析法,41,（e）非最小相位二阶微分环节,低频渐进线,高频渐进线,交接频率,2、典型环节的频率特性,
