(五)1.自动控制原理 Frequency Responce Methods 频率分析的基本概念

本文深入探讨了线性系统的频率响应及其分析方法,包括频率响应、频率特性的定义,以及如何从传递函数求得幅频特性和相频特性。通过实例讲解了稳态正弦响应的求解步骤,并介绍了频率响应的多种表示方法,如Nyquist图、Bode图和Nichols图,以及它们在工程实践中的应用。

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结束了时域和复域,下面我们到了频率分析的部分
介绍几个定义

频率响应:线性系统稳态正弦响应的赋值和相角随w(输入频率)变化的规律

频率特性:G(jw) = G(S)
C(jw) = G(jw) *R(jw)

幅频特性:输出信号的幅值 / 输入信号的幅值
相频特性:输出信号的三角函数的相角 - 输入信号的三角函数的相角

给出变化曲线,上面的是幅频,下面的是相频
在这里插入图片描述

给个例题,大家就清楚是怎么简单求出一个系统的稳态正弦响应:

在这里插入图片描述
步骤

1.针对 传递函数,S转化为 jw 之后,求模,得到的就是 输出信号的模/ 输入信号的模
	一般输入信号已知,所以可以求到输出信号的模
2.对 传递函数 求其相角(在虚数坐标轴中找到点的位置,和原点连线的夹角)分子相角-分母相角
	例如  s/1+s 就是 jw/1+jw,相角= 90 - arctan w = 输出相角/输入相角  
	由此求出输出相角
3.写出稳态响应表达式即可

频率响应的表示方法:

1.前面说的频率特性:幅频+相频
在这里插入图片描述
2.幅相特性:(Nyquist)
理论研究
通过 w值找到对曲线上的点,连接得到的向量,长度为幅频,与x正半轴夹角为相频
如图所示
在这里插入图片描述
3.对数频率特性曲线:(Bode 图)
工程应用最广泛
对应的w坐标是以对数为坐标的
在这里插入图片描述
4.对数幅相特性: (Nichols)

对伯德图,吧w坐标省去,合并两个图,得到的就是对数幅相曲线
在这里插入图片描述

三个系统模型的关系:
1.微分方程
2.传递函数
3.频率特性

1.s = d/dt 得到 2.
2.中s换成jw得到3.
3.d/dt = jw得到1.

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