自動控制第五章

1、南京工程學院教案【教學單元首頁】南京工程學院教案【教學單元首頁】第17～21次課授課學時10學時教案完成時間：2009.8章、節(jié)第五章第五章頻率特性法頻率特性法第一節(jié)頻率特性的基本概念第二節(jié)典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性第三節(jié)用實驗法確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第四節(jié)用頻率特性法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性第五節(jié)頻率特性與系統(tǒng)性能的關系主要內容這一單元主要完成第五章頻率特性法的教學內容。首先介紹頻率特性的基本概念和頻率特性分析法的基本分析方法，推導出系統(tǒng)在正弦信號作

2、用下的穩(wěn)態(tài)輸出響應，介紹頻率特性的表示方法—福相頻率特性曲線和對數(shù)頻率特性曲線。然后介紹典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的繪制。在此基礎上介紹采根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)福相頻率特性曲線用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。最后介紹頻率特性法分析控制系統(tǒng)性能的方法，系統(tǒng)頻域指標的求取，并用實例加以說明。目的與要求本單元的教學目的是讓學生通過這一章的學習了解和掌握頻率特性分析法分析控制系統(tǒng)性能的基本方法，掌握用頻率特性法對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性和準確

3、性的分析過程。要求學生了解和掌握典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的繪制，掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。熟悉系統(tǒng)的頻率特性曲線與系統(tǒng)性能之間的關系。掌握根據(jù)控制系統(tǒng)頻率特性分析系統(tǒng)性能的方法，并能求取系統(tǒng)的頻域指標。重點與難點本單元的重點：采用頻率法分析控制系統(tǒng)性能的基本思路，繪制開環(huán)系統(tǒng)的福相頻率特性曲線和對數(shù)頻率特性曲線。奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。本單元的難點：系統(tǒng)對數(shù)頻率特性圖的繪制。教學方法與手段主要采用多媒

4、體教學，有些重要的概念加板書解釋。)](sin[)(???jGtjGA????當線性系性系統(tǒng)的輸入端加上一入端加上一頻率為的正弦信號的正弦信號時，系，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸穩(wěn)態(tài)輸出是與出是與?輸入同入同頻率的正弦信號，其幅率的正弦信號，其幅值和相位是和相位是頻率的函數(shù)。的函數(shù)。?響應曲線如圖所示：定義：系統(tǒng)的頻率特性：率特性：)(?jG系統(tǒng)的幅的幅頻特性：特性：)()(??jGA?系統(tǒng)的相的相頻特性：特性：)()(???jG??????)()()

5、()(???????jGjjjsejGeAsGjG?????例設輸入，求圖示電路的頻率特性，并求該電路的穩(wěn)態(tài))sin()(tAtr??RC輸出響應。解電路的傳遞函數(shù)為RC11)(??TssGRCT?頻率特性：22)(1)(1111)(TTjTTjjG???????????幅頻特性：2)(11)()(TjGA??????相頻特性：TtgjG????1)()(?????該電路的幅頻特性和相頻特性曲線：Rucurci__0r(t)tφcs(t