机械工程控制基础44.pptx

第四章 频率特性分析 第一节 频率特性概述 第二节 频率特性的图示方法 第三节 频域特性的特征量 第四节 最小相位系统与非最小相位系统 第五节 利用MATLAB分析频率特性 第六节 设计示例 第四节 最小相位系统与非最小相位系统（Minimum phase systems and non-minimum phase systems）最小相位传递函数最小相位传递函数非最小相位传递函数非最小相位传递函数在右半在右半s s平面内既无极点也无零点的传递函数平面内既无极点也无零点的传递函数在在右半右半s平面内有极点和（或）零点的传递函数平面内有极点和（或）零点的传递函数最小相位系统最小相位系统非最小相位系统非最小相位系统具有最小相位具有最小相位传递函数的系统传递函数的系统具有非最小相位传递函数的系统具有非最小相位传递函数的系统一、最小相位传递函数与最小相位系统一、最小相位传递函数与最小相位系统图图4-29 4-29 最小相位系统和非最小相位系统的零最小相位系统和非最小相位系统的零-极点分布图极点分布图对数频率特性分别为 （a）和（b）系统的对数幅频特性相同，而相频特性不同。如图4-30所示。非最小相位系统 最小相位系统 图4-30的相角特性 相同的幅值特性和 在具有相同幅值特性的系统中，最小相位传递函数（系统）在具有相同幅值特性的系统中，最小相位传递函数（系统）在具有相同幅值特性的系统中，最小相位传递函数（系统）在具有相同幅值特性的系统中，最小相位传递函数（系统）的相角范围，在所有这类系统中是最小的。的相角范围，在所有这类系统中是最小的。的相角范围，在所有这类系统中是最小的。的相角范围，在所有这类系统中是最小的。任何非最小相位传任何非最小相位传递函数的相角范围，都大于最小相位传递函数的相角范围递函数的相角范围，都大于最小相位传递函数的相角范围 对于稳定系统，均为正值，可正可负。而最小相位系统最小相位系统最小相位系统最小相位系统的，均为正值，从而有 而非最小相位系统非最小相位系统非最小相位系统非最小相位系统，若有q个零点在s平面的右半平面，则有最小相位系统，相角在最小相位系统，相角在时变为：时变为：n为极点数，为极点数，m为零点数。为零点数。时的斜率都等于时的斜率都等于因此，为了确定系统是不是最小相位的既需要检查对数幅值曲因此，为了确定系统是不是最小相位的既需要检查对数幅值曲线高频渐近线的斜率，又需检查在线高频渐近线的斜率，又需检查在 时相角。时相角。对数幅值曲线的斜率为对数幅值曲线的斜率为并且相角等于并且相角等于那么该系统就是最小相位系统。那么该系统就是最小相位系统。判断最小相位系统的另一种方法判断最小相位系统的另一种方法两个系统的对数幅值曲线在两个系统的对数幅值曲线在时，如果时，如果二、产生非最小相位的一些环节二、产生非最小相位的一些环节（1）延时环节（2）不稳定的一阶微分环节（导前环节）和二阶微分环节（3）不稳定的惯性环节和振荡环节 有零点位于有零点位于s平面的右半部平面的右半部有零点位于有零点位于s平面的右半部平面的右半部有极点位于有极点位于s平面的右半部平面的右半部