(1)G(j?)?-1?1KK?e?j(tg?T1?tg?T2)
(j?T1?1)(j?T2?1)[(?T1)2?1][(?T2)2?1] ?K(1??2T1T2)?jK?(T1?T2)(?2T12?1)(?2T22?1)??0
Im
?KT1T2T1?T2??0时,limG(j?)?K?0? ;
???0K??0Re???时,limG(j?)?0?180?。
???特性曲线与虚轴的交点:令 Re[G(j?)]?0,即
1??2T1T2?0???1T1T2
题2-5-5(1)解图
代入Im[G(j?)]中,
Im[G(j?)]??KT1T2
T1?T2该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(1)解图所示。 (2)
G(j?)??K(??j)K ?j?(j??1)?(?2?1)??0时,limG(j?)????90?;
??0 KIm求渐近线
??0???0RelimRe[G(j?)]?lim?K??1) ??K
??0?(?2
题2-5-5(2)解图
??0????时,limG(j?)?0??180?。
???该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(2)解图所示。
(3)
G(j?)?K(j?T1?1)??(j?T2?1)??02??K(?2T1T2?1)?Kj?(T1?T2)?(?22T22?1)
??0?K(T1?T2)Im??0时,limG(j?)????90?;
求渐近线
???0Re题2-5-5(3)解图
??0limRe[G(j?)]?limK?(T1?T2)2??0?(?2T2?1)?K(T1?T2)?0
???时,limG(j?)?0??90?。
???该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(3)解图所示。 (4)
G(j?)?K(j?T1?1)??(j?T2?1)2
?K?2T1?T2ImT12?1??0??0T1?T2?2?2T22?1ejtg-1
???0Re(T1?T2时,??0时,limG(j?)????180?;
??0曲线始于负实轴之上;T1?T2时,曲线始于负实轴之下。)
题2-5-5(4)解图
???时,limG(j?)?0??180?。
???该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(4)解图所示。 (5)
?5000??j250(75??2)250G(j?)??
j?(j??5)(j??15)?(?2?52)(?2?152)??0时,limG(j?)????90?。
??0 ?0.89Im求渐近线
??0limRe[G(j?)]?lim?5000??5)(??15)222??0?(?2??0.89
?0.17???0Re ?,曲线顺时 ???时,limG(j?)?0??270??? 针穿过负实轴。
??0?求曲线与负实轴的交点
题2-5-5(5)解图
令Im[G(j?)]?0,得??75。
Vx?Re[G(j?)]????0.17
75该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(5)解图所示。
(6)
G(j?)?50j?(??2?j??1)??0Im ??50[??j(1??2)] ?66.7
?50???0Re?[?2?(1??2)2]??0时,limG(j?)????90?;
求渐近线
??0??0?limRe[G(j?)]?lim
?50???]2??0?[(1??2)2??50
题2-5-5(6)解图
该系统传递函数分母上有一个振荡环节,其T?1,??0.5。所以当???r时有最大值。
11?2?2?0.71 T?r?频率特性的最大值 G(j?)??0.71?66.7?215.3?
?,曲线顺时针穿过负实轴。 ???时,limG(j?)?0??270???求曲线与负实轴的交点
令Im[G(j?)]?0,得??1。
Vx?Re[G(j?)]??1??50
该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(6)解图所示。 (7)
?K??jKK G(j?)??j?(j??1)?(?2?1) ?K??1)?K??0?Im??0时,limG(j?)???90?;
??0???0Re求渐近线
??0
??K题2-5-5(7)解图
limRe[G(j?)]?lim??0?(?2
???时,limG(j?)?0?180?,传递函数分母上有一个不稳定环节,曲线逆时
???针变化,不穿越负实轴。
该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(7)解图所示。
(8)
?2T12?1j(180??tg?1?T1?tg?1?T2)(?2T1T2?1)?j?(T1?T2)j?T1?1G(j?)??e? 2222j?T2?1?T?1?T2?12?; ??0时,limG(j?)?1?180??0随着?的增加,分子上的不稳定环节先起作用,幅值增大,相角减小。之后,分母上的稳定环节再起作用,幅值增加速度减慢,相角继续减小。
???时,limG(j?)????T1?0?。 T21T1T2ImjT1T2特性曲线与虚轴的交点:令 Re[G(j?)]?0,即
?2T1T2?1?0???
?1??0?0???T1T2Re代入Im[G(j?)]中
题2-5-5(8)解图
Im[G(j?)]?T1 T2该系统幅相频率特性曲线如题2-5-5(8)解图所示。
2-5-6 系统开环传递函数如下,试分别绘制各系统的对数幅频特性的渐近线和对数相频特性曲线。
(1)G(s)?10(s?1)2 (2)G(s)?
(2s?1)(8s?1)s2(3)G(s)?10(s?0.2)?20(5s?1) (4)G(s)?10(s?50)?50(0.02s?1) s2(s?0.1)s2(10s?1)s(s?10)s(0.1s?1)【解】:(1)
① K?2,20lgK?6.02。 ②转折频率
11?0.125,一阶惯性环节;?2??0.5,一阶惯性环节。 82?1?③ ??0,低频渐近线斜率为0。
④ 系统相频特性按下式计算
?(?)??arctg8??arctg2? 得
??
0.01 0.05 0.1 0.2 0.5 1 10 ?????(2)
-5.7° -27.5° -50.0° -79.8° -121.0° -146.3° -176.4° 系统的对数幅频特性的渐近线和对数相频特性曲线如题2-5-6解图(1)所示。 ① K?10,20lgK?20。 ② 转折频率
?1?1,一阶微分环节。
③ ??2,低频渐近线斜率为?40dBdec,且过(1,20dB)点。 ④ 系统相频特性按下式计算
?(?)?arctg??180? 得
???????0.1 -174.3° 0.2 -168.7° 0.5 -153.4° 1 -135° 2 -116.6° 5 -101.3° 10 -95.7° 系统的对数幅频特性的渐近线和对数相频特性曲线如题2-5-6解图(2)所示。
(1) (2)
(3)
① 典型环节的标准形式
G(s)?20(5s?1)s2(10s?1)
② K?20,20lgK?26.0。
③ 转折频率
?1?0.1,一阶惯性环节;?2?0.2,一阶微分环节。
④ ??2,低频渐近线斜率为?40dBdec,且其延长线过(1,26dB)点。 ⑤ 系统相频特性按下式计算
?(?)??180??arctg10??arctg5?