5-2 典型环节的频率特性(1).pptVIP免费

1§5-2典型环节频率特性的绘制自动控制系统通常由若干环节构成，根据它们的基本特性，可划分成几种典型环节。典型环节的基本特性在第二章已经介绍，本节将介绍典型环节频率特性的绘制方法。系统或环节频率特性的绘制有多种方式，本节主要介绍应用较为广泛的极坐标图和伯德图。一、典型环节的幅相特性曲线（极坐标图）以角频率ω为参变量，根据系统的幅频特性和相频特性在复平面上绘制出的频率特性叫做幅相特性曲线或频率特性的极坐标图。它是当角频率ω从0到无穷变化时，矢量的矢端在平面上描绘出的曲线。曲线是关于实轴对称的。)(jG)(jG)(jGjejHjG)()(GH2由图5-2可看出放大环节的幅频特性为常数K，相频特性等于零度，它们都与频率无关。理想的放大环节能够无失真和无滞后地复现输入信号。（一）放大环节（比例环节）KjG)(KsG)(放大环节的传递函数为其对应的频率特性是（5-18）（5-19）.00mIKeR图5-2放大环节的频率响应频率特性如图5-2所示。KjG)(00)(jG其幅频特性和相频特性分别为（5-20）(5-21)3（二）积分环节积分环节的传递函数为（5-22）其对应的频率特性是（5-23）幅频特性和相频特性分别为（5-24）（5-25）频率特性如图5-3所示。由图可看出，积分环节的相频特性等于-900，与角频率ω无关，ssG1)(jjG1)(11)(jjG0900)(arctgjG图5-3积分环节的频率响应eRmI0G0904表明积分环节对正弦输入信号有900的滞后作用；其幅频特性等于，是ω的函数，当ω由零变到无穷大时，输出幅值则由无穷大衰减至零。在平面上，积分环节的频率特性与负虚轴重合。（三）惯性环节惯性环节的传递函数为（5-26）其对应的频率特性是（5-27）幅频特性和相频特性分别是1)(jG11)(TssG11)(jTjG5（5-28）(5-29)当时，；当时，；当时，。当ω由零至无穷大变化时，惯性环节的频率特性在平面上是正实轴下方的半个圆周，证明如下：（5-30）令（5-31）2211)(TjGarctgTjG)(01)0(jG00)0(jGT1707.021)1(TjG045)1(TjG0)(jG090)(jG)(jG222211111)(TTjTjTjG)(11)(Re22uTjG6（5-32）则有（5-33）这是一个标准圆方程，其圆心坐标是，半径为。且当ω由时，由，说明惯性环节的频率特性在平面上是实轴下方半个圆周，如图5-4所示。惯性环节是一个低通滤波环节和...