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开环系统的典型环节分解和开环频率特性曲线绘制

   反馈控制系统的开环传递函数通常易于分解成若干典型环节串联,了解典型环节的频率特性,有助于掌握系统的开环频率特性。
    1、典型环节:
    最小相位环节,幅值相同滞后相角最小的环节;
    1.1、比例环节
    1.2、积分环节
    1.3、惯性环节
    1.4、振荡环节
    1.5、一阶微分环节
    1.6、二阶微分环节
    1.7、微分环节S非最小相位环节,环节的零点或极点在S平面的右半部。
    1.8、
    1.9、
    1.10、
    1.11、
    1.12、
    2、典型环节的频率特性及幅相曲线:

    2.1、放大环节和对应的非最小相位环节

    2.2、积分环节和微分环节

;和

    2.3、惯性环节和对应的非最小相位环节

概略作图:

ω

0

1/T

ω

0

1/T

|G(jω)|

1

0.707

0

|GF(jω)|

1

0.707

0

∠G(jω)

0 o

-45 o

-90o

∠G(jω)

-180 o

-135 o

-90o

    2.4、振荡环节和对应的非最小相位环节

    振荡环节的幅值可能会大于1,由,计算得,

,→

    将谐振频率代入幅值计算式,(相对)谐振峰值

    振荡环节的幅相曲线形状随阻尼比而改变。

ω

0

1/T

ω

0

1/T

|G(jω)|

1

1/(2ζ)

0

|GF(jω)|

1

1/(2ζ)

0

∠G(jω)

0o

90o

-180o

∠G(jω)

-360o

-270o

-180o

    2.5、一阶微分环节和对应的非最小相位环节

ω

0

1/T

ω

0

1/T

|G(jω)|

1

1.414

|GF(jω)|

1

1.414

∠G(jω)

0o

45o

90o

∠G(jω)

-180o

-225o

-270o

    2.6、二阶微分环节和对应的非最小相位环节

ω

0

1/T

ω

0

1/T

|G(jω)|

1

2ζ

|GF(jω)|

1

2ζ

∠G(jω)

0o

90o

-180o

∠G(jω)

0o

90o

-180o

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