典型环节的Bode图资料.doc
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1、典型环节的Bode图精品文档控制系统的开环频率特性收集于网络,如有侵权请联系管理员删除 目的:掌握开环Bode图的绘制 根据Bode图确定最小相位系统的传递函数重点:开环Bode图的绘制、根据Bode图确定最小相位系统的传递函数1 开环伯德图手工作图的一般步骤: 1)将开环传递函数表示为时间常数表达形式,计算各个典型环节的交接频率2)求20lgK的值,并明确积分环节的个数 3)通过(1,20lgK)绘制斜率为-20vdB/dec低频段4)随着频率增加,每遇到一个典型环节的交接频率,就改变一次斜率 最小相位系统定义: 递函数的零点、极点全部位于S 左半平面,同时又无纯滞后环节的系统称为最小相位系
2、统。否则就是非最小相位系统。对数幅频特性与相频特性之间存在确定的对应关系。对于一个最小相位系统,我们若知道了其幅频特性,它的相频特性也就唯一地确定了。也就是说:只要知道其幅频特性,就能写出此最小相位系统所对应的传递函数,而无需再画出相频特性。非最小相位系统高频时相角迟后大,起动性能差,响应缓慢。对响应要求快的系统,不宜采用非最小相位元件。Tf函数用来建立实部或复数传递函数模型或将状态方程、或零级增益模型转化成传递函数形式。sys = tf(num,den)命令可以建立一个传递函数,其中分子和分母分别为num和den。输出sys是储存传递函数数据的传递函数目标。单输入单输出情况下,num和den
3、是s的递减幂级数构成的实数或复数行向量。这两个向量并不要求维数相同。如h = tf(1 0,1)就明确定义了纯导数形式h(s)=s。若要构建多输入多输出传递函数,要分别定义每一个单输入单输出系统的端口的分子与分母。2 典型环节的伯德图绘制曲线在MATLAB中实现,利用下述的程序段:num=b2 b1 b0;den=1 a2 a1 a0;H=tf(num,den);bode(H)margin(H)hold on2.1 比例环节传递函数:频率特性:对数幅频特性:对数相频特性:程序段:num=0 10; den=0 1; H=tf(num,den);bode(H)margin(H) hold on结
4、论:放大环节的对数幅频特性是一条幅值为20lgK分贝,且平行于横轴的直线,相频特性是一条和横轴重合的直线。 K1时,20lgK0dB;K1时,20lgK0dB。 2.2 惯性环节(低通滤波特性)传递函数:频率特性:对数幅频特性:对数相频特性:绘制的Bode图程序段:num=0 1; den=0.1 1;H=tf(num,den);bode(H)margin(H)hold on结论:惯性环节的对数幅频特性可以用在 处相交于0分贝的两条渐近直线来近似表示:当时,是一条0分贝的直线; 当时,是一条斜率为-20dB/dec的直线。 惯性环节具有低通特性,对低频输入能精确地复现,而对高频输入要衰减,且产
5、生相位迟后。因此,它只能复现定常或缓慢变化的信号。 2.3 积分环节传递函数:频率特性:对数幅频特性:对数相频特性:在同一坐标中绘制、和的Bode图num1=0 1;den1=1 1;H1=tf(num1,den1);bode(H1)margin(H1)hold onnum1=0 1;den1=0.1 1;H1=tf(num1,den1);bode(H1)margin(H1)hold onnum1=0 1;den1=0.01 1;H1=tf(num1,den1);bode(H1)margin(H1)hold on蓝色的线为:,红色的线为:紫色的线为:结论:积分环节的对数幅频曲线是一条经过横轴上
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