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發(fā)布日期:2022-04-17 點(diǎn)擊率:676
控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)常有三種表達(dá)形式,即
(1)將頻率響應(yīng)及相頻特性
的幅頻特性
分開來表示的圖形,稱為對(duì)數(shù)頻率特性,或Bode圖。將在第三節(jié)中介紹。
(3)將構(gòu)成對(duì)數(shù)頻率特性的幅頻特性和相頻特性集中繪制于一圖,稱為對(duì)數(shù)幅相圖,或Nichols圖。
Nyquist圖
頻率特性 由零變化到無窮大時(shí),表示在極坐標(biāo)上的
相角的關(guān)系圖。因此,極坐標(biāo)圖是當(dāng)
的軌跡。下圖所示為極坐標(biāo)圖的例子。在極坐標(biāo)圖上,
值的向量端點(diǎn)。
,在虛軸上的投影是
放大環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)
放大環(huán)節(jié)也稱比例環(huán)節(jié),其傳遞函數(shù)為
無關(guān)的常量。(點(diǎn)擊圖片)
當(dāng)角頻率時(shí),積分環(huán)節(jié)的幅頻特性由無窮大衰減到零,其相頻特性為與
。
式中T——慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù),量綱為s。
由傳遞函數(shù)求的慣性環(huán)節(jié)的幅頻特性及相頻特性為
當(dāng) 處,其值為
變到
處,其值為
式中 ——振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比。
由傳遞函數(shù)求的振蕩環(huán)節(jié)的幅頻特性及相頻特性為
可見,振蕩環(huán)節(jié)的幅頻特性同時(shí)是角頻率 的二元函數(shù),在
不同而有多條特性曲線,但這些特性曲線都是從1衰減到0。在
這說明,當(dāng) ;當(dāng)
時(shí),該值將大于1,即較
為大,這表明振蕩環(huán)節(jié)在這種情況下產(chǎn)生明顯的諧振現(xiàn)象。
一階微分環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)
一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為—時(shí)間常數(shù),量綱為s。由傳遞函數(shù)求得一階微分環(huán)節(jié)的幅頻及相頻特性分別為
可見在角頻率 。當(dāng)
變到
相移發(fā)生在正角范圍之內(nèi)。
式中 ——阻尼比,
時(shí),二階微分環(huán)節(jié)的相移范圍是
。
式中T——代表慣性的時(shí)間常數(shù)。由傳遞函數(shù)求得不穩(wěn)定慣性環(huán)節(jié)的幅頻特性和相頻特性為
可見不穩(wěn)定慣性環(huán)節(jié)與普通的慣性環(huán)節(jié)具有相同的幅頻特性,當(dāng)角頻率 。
式中
可見時(shí)滯環(huán)節(jié)的幅頻特性無關(guān)的常量1,其相頻特性為與
控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)常有三種表達(dá)形式,即
(1)將頻率響應(yīng)及相頻特性
的幅頻特性
分開來表示的圖形,稱為對(duì)數(shù)頻率特性,或Bode圖。將在第三節(jié)中介紹。
(3)將構(gòu)成對(duì)數(shù)頻率特性的幅頻特性和相頻特性集中繪制于一圖,稱為對(duì)數(shù)幅相圖,或Nichols圖。 Nyquist圖
頻率特性 由零變化到無窮大時(shí),表示在極坐標(biāo)上的
相角的關(guān)系圖。因此,極坐標(biāo)圖是當(dāng)
的軌跡。下圖所示為極坐標(biāo)圖的例子。在極坐標(biāo)圖上,
值的向量端點(diǎn)。
,在虛軸上的投影是
放大環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)
放大環(huán)節(jié)也稱比例環(huán)節(jié),其傳遞函數(shù)為
無關(guān)的常量。(點(diǎn)擊圖片)
當(dāng)角頻率時(shí),積分環(huán)節(jié)的幅頻特性由無窮大衰減到零,其相頻特性為與
。
式中T——慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù),量綱為s。
由傳遞函數(shù)求的慣性環(huán)節(jié)的幅頻特性及相頻特性為
當(dāng) 處,其值為
變到
處,其值為
式中 ——振蕩環(huán)節(jié)的阻尼比。
由傳遞函數(shù)求的振蕩環(huán)節(jié)的幅頻特性及相頻特性為
可見,振蕩環(huán)節(jié)的幅頻特性同時(shí)是角頻率 的二元函數(shù),在
不同而有多條特性曲線,但這些特性曲線都是從1衰減到0。在
這說明,當(dāng) ;當(dāng)
時(shí),該值將大于1,即較
為大,這表明振蕩環(huán)節(jié)在這種情況下產(chǎn)生明顯的諧振現(xiàn)象。
一階微分環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)
一階微分環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為—時(shí)間常數(shù),量綱為s。由傳遞函數(shù)求得一階微分環(huán)節(jié)的幅頻及相頻特性分別為
可見在角頻率 。當(dāng)
變到
相移發(fā)生在正角范圍之內(nèi)。
式中 ——阻尼比,
時(shí),二階微分環(huán)節(jié)的相移范圍是
。
式中T——代表慣性的時(shí)間常數(shù)。由傳遞函數(shù)求得不穩(wěn)定慣性環(huán)節(jié)的幅頻特性和相頻特性為
可見不穩(wěn)定慣性環(huán)節(jié)與普通的慣性環(huán)節(jié)具有相同的幅頻特性,當(dāng)角頻率 。
式中
可見時(shí)滯環(huán)節(jié)的幅頻特性無關(guān)的常量1,其相頻特性為與
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