AutomaticControlPrinciplePage:1自动控制原理南京航空航天大学5.2典型环节与开环系统的频率特性一、典型环节的频率特性环节是系统的基本组成单元。將环节进行分类形成典型环节。典型环节的频率特性是开环系统频率特性的分解,而开环系统频率特性是闭环系统分析与设计的基础。1.典型环节的分类环节:系统增益、零点或极点对应的因式分类:按照增益的正负性、零点或极点的位置(实数或复数、位于左半平面或右半平面)进行划分,共分为最小相位、非最小相位两大类、12种典型环节。最小相位:正比例、零点或极点实部大于等于零环节AutomaticControlPrinciplePage:2自动控制原理南京航空航天大学①最小相位环节比例环节②非最小相位环节惯性环节一阶微分环节振荡环节二阶微分环节微分环节积分环节()1/(1)(0)GsTsT()(0)GsKK()(0)GsKK()1/(1)(0)GsTsT()1(0)GsTsT()1(0)GsTsT22()1//2/1nnGsss22()1//2/1nnGsss(0,01)n22()/2/1nnGsss(0,01)n22()/2/1nnGsss()1/Gss()Gss(0,01)n(0,01)nAutomaticControlPrinciplePage:3自动控制原理南京航空航天大学开环频率特性表示形式基于典型环节分解,可将开环传递函数表示为若干个典型环节的串联形式1()()()NiiGsHsGs设典型环节的频率特性为()()()ijiiGjAe则开环频率特性()11()()()()iNNjiiiiGjHjGjAe11()()()()NiiijijNAeAe开环对数幅频特性11()20lg()2020lg()lg()NiiNiiLAAA因此,开环对数幅频特性与开环相频特性一样,可表示为典型环节对数幅频特性的求和形式。AutomaticControlPrinciplePage:4自动控制原理南京航空航天大学2.典型环节的频率特性⑴典型环节频率特性的要素从应用的角度,典型环节频率特性曲线(包括幅相曲线、对数幅频和对数相频曲线)需反映三要素:①起始情况:对应或低频段;0②终止情况:对应或高频段;③变化趋势:相关的特点、特殊点。⑵典型环节之间频率特性的关系5种非最小相位环节均分别有一种最小相位环节与之对应,两者结构形式相同但某个参数的符号相反。①非最小相位环节与对应的最小相位环节AutomaticControlPrinciplePage:5自动控制原理南京航空航天大学非最小相位环节和对应的最小相位环节之间,频率特性曲线...