自動控制第五章

1、南京工程學(xué)院教案【教學(xué)單元首頁】南京工程學(xué)院教案【教學(xué)單元首頁】第17～21次課授課學(xué)時10學(xué)時教案完成時間：2009.8章、節(jié)第五章第五章頻率特性法頻率特性法第一節(jié)頻率特性的基本概念第二節(jié)典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性第三節(jié)用實(shí)驗(yàn)法確定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第四節(jié)用頻率特性法分析系統(tǒng)穩(wěn)定性第五節(jié)頻率特性與系統(tǒng)性能的關(guān)系主要內(nèi)容這一單元主要完成第五章頻率特性法的教學(xué)內(nèi)容。首先介紹頻率特性的基本概念和頻率特性分析法的基本分析方法，推導(dǎo)出系統(tǒng)在正弦信號作

2、用下的穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)，介紹頻率特性的表示方法—福相頻率特性曲線和對數(shù)頻率特性曲線。然后介紹典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的繪制。在此基礎(chǔ)上介紹采根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)福相頻率特性曲線用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。最后介紹頻率特性法分析控制系統(tǒng)性能的方法，系統(tǒng)頻域指標(biāo)的求取，并用實(shí)例加以說明。目的與要求本單元的教學(xué)目的是讓學(xué)生通過這一章的學(xué)習(xí)了解和掌握頻率特性分析法分析控制系統(tǒng)性能的基本方法，掌握用頻率特性法對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確

3、性的分析過程。要求學(xué)生了解和掌握典型環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的頻率特性曲線的繪制，掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。熟悉系統(tǒng)的頻率特性曲線與系統(tǒng)性能之間的關(guān)系。掌握根據(jù)控制系統(tǒng)頻率特性分析系統(tǒng)性能的方法，并能求取系統(tǒng)的頻域指標(biāo)。重點(diǎn)與難點(diǎn)本單元的重點(diǎn)：采用頻率法分析控制系統(tǒng)性能的基本思路，繪制開環(huán)系統(tǒng)的福相頻率特性曲線和對數(shù)頻率特性曲線。奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)判斷閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性。本單元的難點(diǎn)：系統(tǒng)對數(shù)頻率特性圖的繪制。教學(xué)方法與手段主要采用多媒

4、體教學(xué)，有些重要的概念加板書解釋。)](sin[)(???jGtjGA????當(dāng)線性系性系統(tǒng)的輸入端加上一入端加上一頻率為的正弦信號的正弦信號時，系，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸穩(wěn)態(tài)輸出是與出是與?輸入同入同頻率的正弦信號，其幅率的正弦信號，其幅值和相位是和相位是頻率的函數(shù)。的函數(shù)。?響應(yīng)曲線如圖所示：定義：系統(tǒng)的頻率特性：率特性：)(?jG系統(tǒng)的幅的幅頻特性：特性：)()(??jGA?系統(tǒng)的相的相頻特性：特性：)()(???jG??????)()()

5、()(???????jGjjjsejGeAsGjG?????例設(shè)輸入，求圖示電路的頻率特性，并求該電路的穩(wěn)態(tài))sin()(tAtr??RC輸出響應(yīng)。解電路的傳遞函數(shù)為RC11)(??TssGRCT?頻率特性：22)(1)(1111)(TTjTTjjG???????????幅頻特性：2)(11)()(TjGA??????相頻特性：TtgjG????1)()(?????該電路的幅頻特性和相頻特性曲線：Rucurci__0r(t)tφcs(t