机械工程控制基础频率特性
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1、College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性 College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性PartPart 4.14.1 频率特性的基本概念频率特性的基本
2、概念College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性4.1.14.1.1 频率特性的定义频率特性的定义稳态输出量与输入量的频率相同，仅振幅和相位不同。) tsin(x) t (xrmr)(tsin(x) t (xcmcCollege of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性F()=稳态输出量与输入量的变化幅频特性相频特性实频特性虚频特性)(jV)
3、(Ue )(A)(F)(j)(V)(U| )(F|)(A22)(U)(Vtg)(F)(1)(cos)(A)(U)(sin)(A)(VCollege of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性Why Why 频率特性频率特性? ?联系系统的参数和结构通过实验直接求取数学模型适用于非线性系统的分析22( )sin/()rrcrXtAwtX (s)= AsswX (s)=G(s) X (s)增加2个极点,sjw sjw 扫频试验，无需理论建模。无需对非线性系统拉氏变换（非常微分方程
4、，无法进行拉氏变换）。College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性一般用这两种方法一般用这两种方法College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性tsinA) t (xr)ss).(ss)(ss () s (p) s (q) s (p) s (Gn21nn22112222cssb.ssbssbjsajsasA) s (q) s (ps
5、A) s (G) s (Xts1ts2ts1tjtjcn21eb.ebebeaae) t (x)0t ( tjtjceaae) t (xj2)j(AG| )js (sA) s (Gajs22j2)j (AG| )js (sA) s (Gajs22设对于稳定的系统, -s1,s2,sn 其有负实部部分分式展开为College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性)j (Gj)j (Gje| )j (G|e| )j(G|)j(G)j (Gje| )j (G|)j (G)j
6、(Gtsin(| )j (G|Aj2ee| )j (G|Aeaae) t (x)j (Gt( j)j (Gt( jtjtjcj2)j(AGaj2)j (AGaCollege of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性频率特性与传递函数的关系: F()= G（j)=G(s)|s=jtsinA) t (xr)j (Gtsin(| )j (G|A) t (xcn1n1n1n0m1m1m1m0a)j (a.)j (a)j (ab)j (b.)j (b)j (b)j (GCollege
7、 of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性幅频特性相频特性实频特性虚频特性)(jV)(Ue )(A)j (G)(j)(V)(U| )j (G|)(A22)(U)(Vtg)j (G)(1)(cos)(A)(U)(sin)(A)(V)j (X)j (X)j (Grc|)j (X)j (X| )j (G|rc)j (X)j (X)j (GrcCollege of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院
8、第四章第四章 系统频率特性系统频率特性频率特性与传递函数的关系: G（j)=G(s)|s=j 频率特性表征了系统或元件对不同频率正弦输入的响应特性。()大于零时称为相角超前，小于零时称为相角滞后。College of Mechanical & Material Engineering三峡大学机械与材料学院三峡大学机械与材料学院第四章第四章 系统频率特性系统频率特性Ts11) s (U) s (U) s (G12RCT )(j12e )(ATj11)j (U)j (U)j (G2)T(11)(A)T(tg)(10)(90)(1)(A0T1)(A) 1T() 1T(幅值A()随着频率升高而
