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2)频域指标是通过对系统的频率响应进行分析来评估系统的性能。分为开环频域指标和闭环频域指标。
(1)开环频域指标:
幅值裕度:对于闭环稳定系统,如果系统开环幅频特性再增大 h 倍,则系统将处于临界稳定状态。
相位裕度:对于闭环稳定系统,如果系统开环幅频特性再滞后 r 度,则系统将处于临界稳定状态。
(2)闭环频率特性指标:
零频值:是 \(w=0\) 时的闭环幅频特性值,也就是闭环系统的增益,或者说是系统单位阶跃响应的稳态值。零频值直接反映了系统在阶跃作用下的稳态精度。零频值越接近 1,系统的稳态精度越高。
谐振峰值:是闭环频率特性的最大值与零频值之比。谐振峰值越大,表明系统对某个频率的正弦输入信号反映强烈,有震荡的趋向。
谐振频率:是指出现谐振峰值时的角频率。
9、为什么说时间延迟环节的传递函数是阶次无穷大的线性定常系统?
答:延时环节的传递函数是指描述延时环节输入输出关系的数学表达式,在控制系统中,延时环节是指信号经过一段时间延迟后才能传递到输出端的一种情况。
延迟环节传递函数为:
s 为复变量,\(\tau\) 为延迟时间。
从公式中可以看出,传递函数的模值恒为 1,相角随 \(\omega\) 的增大顺时针旋转,在 G 平面中的奈氏图为一个单位圆,此特点符合分母阶次为无穷大的传递函数的特点。
10、奈奎斯特稳定判据概念。
奈式稳定判据:反馈控制系统闭环极点在 s 右半平面的个数:\(Z=P-2N\) 其中,P 为 s 的右半平面系统的开环极点数,N 为开环幅相曲线逆时针包围 \((-1,j0)\) 的圈数
11、相角裕度的定义是什么?对闭环稳定系统,其几何意义是?
解析:相位裕度是在截止频率处开环传递函数的相角加上 \(180°\) 的结果,其几何意义在系统的开环频率特性中,在截止频率处再增加 \(\gamma\) 的相角滞后,闭环系统达到临界稳定的状态。
12、频率特性定义,写出两种以上频率特性的几何表示方法。
解析:(1) 定义谐波输入下,输出响应中与输入同频率的谐波分量与谐波输入的幅值之比
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