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概略幅相曲线例题

例5-1系统的开环传递函数为
,()
试概略绘制系统的开环幅相曲线。

解开环系统由比例环节和两个惯性环节组成,开环频率特性为
幅频特性
相频特性
根据开环系统的幅频特性和相频特性,可以计算出时的幅值和相角,即得到幅相曲线的起始位置和终点位置。

由此可知,开环幅相曲线起始于正实轴,至原点的距离为K处,曲线的终点
在原点,且与负实轴相切进入原点,相角变化范围是。

大致的开环幅相曲线如图5-12所示。

例5-2 控制系统的开环传递函数为
试绘制系统大致的开环幅相曲线。

解与上例中的系统比较,开环传递函数中增加了一个积分环节,为1型系统。

幅相频率特性分别为
可知,相角变化范围:,开环幅相曲线起始于负实轴无穷远处,终点在原点,且曲线与正虚轴相切进入原点。

将频率特性写成实部与虚部的形式
分别称和为开环系统的实频特性和虚频特性。

在起点,
求幅相曲线与实轴交点(该点对于分析系统的稳定性非常重要),可令
,得
将代入实部,可得
系统的开环幅相曲线如图5-13所示。

若在系统的开环传递函数中再增加一个积分环节,即
则当时,,开环幅相曲线起始
于负实轴无穷远处,当,开环幅相曲线与正实轴相切进入原点,如图5-14所示。

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