已知系统的传递函数为G(s)=10(s+0.2)s²(s+0.1),请绘制系统的Bode图

已知系统的传递函数为G(s)=10(s+0.2)s²(s+0.1),请绘制系统的Bode图,第1张

如图所示:

由单位反馈系统的开环传递函数得闭环传递函数G0(s)=1/(1+G(s))。假设系统单输入R(s)、单输出C(s),前向通道传递函数G1(s)G2(s),反馈为负反馈H(s):那么“人为”地断开系统的主反馈通路,将前向通道传递函数与反馈通路传递函数相乘,即得系统的开环传递函数。

这是二阶系统,先把系统特征方程写出来,然后利用求根公式把根写出来,应该实部虚部都是k的表达式,就好像x和y关于t的参数方程,然后利用解析几何的知识,把参数方程里的k消掉。

扩展资料:

传递函数概念的适用范围限于线性常微分方程系统当然,在这类系统的分析和设计中,传递函数方法的应用是很广泛的。下面是有关传递函数的一些重要说明(下列各项说明中涉及的均为线性常微分方程描述的系统):

系统的传递函数是一种数学模型,它表示联系输出变量与输入变量的微分方程的一种运算方法;传递函数是系统本身的一种属性,它与输入量或驱动函数的大小和性质无关;

传递函数包含联系输入量与输出量所必需的单位,但是它不提供有关系统物理结构的任何信息(许多物理上完全不同的系统,可以具有相同的传递函数,称之为相似系统);

-传递函数

绘制伯德图的一般步骤为:

首先将开环频率特性G(jω)H(jω)改写为基本环节的乘积,画出各基本环节的伯德图,然后把各基本环节伯德图的对数幅值相加,相角相加,就得到G(jω)H(jω)的伯德图。得到伯德图后,对其进行一定的分析,就可以得到系统的稳定特性等。

下面举例说明:

分解为典型环节

系统开环传递函数由八种典型环节构成,将任意开环传递函数的分子、分母进行因式分解,都可以将开环传递函数转化为若干典型环节的乘积,这八种典型环节为:

比例环节K;

惯性环节(Ts+1)-1 (T>0);

一阶微分环节Ts+1 (T>0);

积分环节s-1;

微分环节s;

振荡环节 ωn2/(s2+2ζωns+ωn2), (ωn>0, 0<ζ<1);

二阶微分环节 (s /ωn)2+2ζs /ωn+1 (ωn>0, 0<ζ<1);

延迟环节eτs

具体计算过程如下:

频率特性可以写成一般的形式

式中K为增益(放大系数),ωn为无阻尼自然频率,ζ 为阻尼比。

频率特性的对数幅值(使用记号Lm)表达式为

频率特性的相角表达式为

伯德图画法

画伯德图时,分三个频段进行,先画幅频特性,顺序是中频段、低频段和高频段。将三个频段的频率特性(或称频率响应)合起来就是全频段的幅频特性,然后再根据幅频特性画出相应的相频特性来。

作伯德图时,首先写出频率特性,然后按常数因子K、积分和微分因子(jω)、一阶因子(1+jωT)和二阶因子[1+2ζ(jω/ωn)+(jω)/ω]1这样四种基本因子分别画出伯德图,再总加而成。

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