已知某系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性如下圖所示,試確定其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。
根據(jù)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn),可以寫(xiě)出開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的表達(dá)形式如下:
根據(jù)對(duì)數(shù)頻率特性的坐標(biāo)特點(diǎn)有,可以確定開(kāi)環(huán)增益
。
根據(jù)相頻特性的變化趨勢(shì)(-270°-> -90°),可以判定系統(tǒng)為非最小相角系統(tǒng)。
G(s)中一階復(fù)合微分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)至少有一個(gè)是“非最小相角”的,將系統(tǒng)可能的開(kāi)環(huán)零點(diǎn)極點(diǎn)分布畫(huà)出來(lái),如下表所示:
分析相角的變化趨勢(shì),可見(jiàn),只有當(dāng)慣性環(huán)節(jié)極點(diǎn)在右半s平面,一階復(fù)合微分環(huán)節(jié)零點(diǎn)在左半s平面是,相角才符合從-270°到-90°的變化規(guī)律。因此可以確定系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:
對(duì)于最小相角系統(tǒng),對(duì)數(shù)幅頻特性與對(duì)數(shù)相頻特性之間存在唯一確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,根據(jù)對(duì)數(shù)幅頻特性就完全可以確定相應(yīng)的對(duì)數(shù)相頻特性和傳遞函數(shù),反之亦然。由于對(duì)數(shù)幅頻特性容易繪制,所以在分析最小相角系統(tǒng)時(shí),通常只畫(huà)其對(duì)數(shù)幅頻特性,對(duì)數(shù)相頻特性則只需概略畫(huà)出,或者不畫(huà)。
根據(jù)該傳遞函數(shù)模型,在北太真元搭建最小相角系統(tǒng)模型如下圖所示:
設(shè)置仿真參數(shù):
從上到下,傳遞函數(shù)參數(shù)依次為:
num = [1];den = [1 0];
num = [1 1];den = [1 -1];
仿真時(shí)長(zhǎng):10s;步長(zhǎng)0.01s;求解器:ode4
得到的仿真結(jié)果,如下圖所示: