奈氏曲线、Bode图

奈奎斯特图

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关于相角跳变、非最小相位
  1. 在一些特殊的点,如 0− 和 0+、二阶环节如 (s2+7) 的 7− 和 7+,两侧的相角有可能发生跳变,需要用虚线连接并标明方向
  2. 对于非最小相位系统,化为尾 1 标准型后,开环增益可能也有个负号
    • 相角从 ω:0→∞ 都会带上 -180° 的相角(分子上的非最小相位环节是 +180°),包括 ω=0 和 ω=0+ (代0还是0+进去,实部的-1都不变,因此才会有±180°)
    • 此时非最小相位环节变成第四象限角,直接加负号(考虑到分母的相角前面还有个负号,最好再稿纸上作完整的步骤)
    • 如果不化为尾 1 标准型,也要作好完整步骤,注意 180° 不会随 0 和 0+ 改变!只有积分、微分环节会在 0 跳变。
  3. 关于跳变的增补:
    • 曲线的剧烈跳变需要增补:+∞,0°→+∞,±180° 整个转了半圈
    • 小变化不需要增补:(ω:1−→1+) 0,−100°→0,−280° 幅值变化率极小

Bode 图

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关于相频特性曲线

东大要求画 Bode 图的相频部分,绘制方法是:

  • 先画出各个典型环节的相频曲线,相频变化可以用直线连接(以直代曲),中值点是转折频率,起始点和终止点是转折频率的十倍频处(0.1 倍和 10 倍)
  • 将各个环节的相频特性进行叠加,特殊点的值要精确,其他无所谓

题型:由奈氏曲线求开环

单位负反馈系统,如果是二阶系统,或者明显带型别(I、II)的三、四阶系统(里面还是二阶,表现为从 −90°×n 开始,以 −180°−90°×n 结束),可设开环传函为

G(s)=Ksv(as2+bs+1)