数字系统零极点与频率特征关系的动画界面设计

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电气电子教学学报

电气电子教学学报第28卷第3期 2006年6月[期刊基本参数] CN32-1487／TN*1979*b*16*120*zh*P* ￥10.00*1500*31*2006-06目次·课程改革·专业基础课教学内容的选材与创新—清华大学电路原理课程案例研究…………………………于歆杰陆文娟王树民(1) 试谈电机学课程体系改革………………………………………………………胡虔生胡敏强(6)立足基础，面向学科构建电路理论课程的立体化教学体系………邢丽冬潘双来王勤等(9)“电力工程”课程教学改革探索……………………………………张艳丽武俊丽吴桂云等(13)“电磁电器原理”课程教学改革探讨……………………………………………………马运东(16)基于项目的学习模式在“虚拟仪器技术”课程的应用……………向学军刘平夏昌浩(18)“射频电路”课程的教学探讨…………………………………………………张学毅罗飞(21) ·教学研究·全电容回路电容电压初始值的计算…………………………………………史学军于舒娟(24) 换路定律的延拓……………………………………………………………………………许秀英(27) VHDL中信号与变量的教学体会………………………………………………杨丹张树林(30) DWT变换的另一种快速DHT算法……………………………………………………杨桂芹(33)模拟电子技术双语教学思考与实践……………………………………………………秦臻(36)异步时序逻辑电路的设计方法探讨……………………………………………黄建春张君梅(39)多位循环码写法研究………………………………………………周宦银刘家华曹剑锋(42) ·电子科学·嵌入式系统教学研究………………………………………………李岩王小玉孙永春(45) 基于VC的目标跟踪教学仿真实验的设计与实现……………许可李敏罗鹏飞等(48)一种基于OTA和CCII实现的n阶低通滤波器…………………曾菊员彭良玉韩英(51) ·电子信息·基于CMOS工艺的一种低功耗高增益低噪声放大器…………………………………李竹(54) 探索“程控数字交换技术”课程的基本结构……………………………………………屈霞(57) ·自动控制·基于MATLAB engine的“自动控制理论”仿真实验设计………常呜袁浩郝莹(60) 三自由度气动教学机械手的研制与应用…………………………于复生沈孝芹范文利等(63) ·电气工程·500kV变电站工频电场的测量分析…………………………………………董霞惠杰(66) ·教材研究·介绍一本风格独特的《信号与系统》教学辅导参考书………………………………刘激扬(70) ·实践教学·基于A／D和峨P技术实现混频的实验方法………………………………夏志忠周广荣(73) 单片机缺的教学与实验改革………………………………………………………………方怡冰(76)基于“三层次”的自动控制原理实验教学研究……………………齐晓慧董海瑞李建增等(80)程序设计语言实验教学探讨……………………………………………………唐永红龚安(85)基于Kingview的网络化P比实训室建设…………………………………………………谢云敏(87)接触器控制与P比控制在电工学实验中的对比研究……………………………………王智忠(91)对A3型开关电源工作原理的一点讨论…………………………………………………时述有(95) ·机辅教学·多媒体教学方式应用的调查与思考……………………………………………………范爱平(98) 数字系统零极点与频率特征关系的动画界面设计…………张恒袁晓汤韩杰等(102)基于LabVIEW的数据库实验教学系统开发....................................王钊陈真(105) .教学方法.提高单片机教学效果的实验教学方法探讨........................蒋存波陈小琴金红＜108) .教学仪器.求是科技设备公司真情为教学服务............................................................陈西玉(111) 天煌教仪系列产品介绍...........................................................................郑玲玲(114) .电坛人物.李衍达教授传略.....................................................................李梢邹红星(118) .资料.2006—2010年教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会成员名单 (120)。

零极点分布对系统频率响应的影响

A=1;a=0.9;B=[1,a];%设置系统函数系数向量A和B
subplot(2,2,1);
zplane(B,A);%绘制零极点分布图
[H,w]=freqz(B,A,'whole');%计算频率响应
subplot(2,2,2);
plot(w/pi,abs(H));grid on;%绘制幅频响应曲线
实验图像：
%a=0.8
B=1;a=0.8;A=[1,-a];%设置系统函数系数向量A和B
subplot(2,2,1);
zplane(B,A);%绘制零极点分布图
[H,w]=freqz(B,A,'whole');%计算频率响应
subplot(2,2,2);
plot(w/pi,abs(H));grid on;%绘制幅频响应曲线
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
1.%a=0.7
B=1;a=0.7;A=[1,-a];%设置系统函数系数向量A和B
subplot(2,2,1);zplane(B,A);%绘制零极点分布图
[H,w]=freqz(B,A,'whole');%计算频率响应
subplot(2,2,2);plot(w/pi,abs(H));%绘制幅频响应曲线
grid on;%网格效果
xlabel('\omega/\pi');ylabel('|H(e^j^\omega)|');
subplot(2,2,4);plot(w/pi,angle(H));%绘制相频响应曲线
xlabel('\omega/\pi');ylabel('\phi(\omega)');

第四章控制系统的频率特性PPT课件

一·乃氏图的一般作图法
1·写出 G ( j w ) 和G( jw)表达式； 2·分别求出 w 0 和 w时的 G ( j w ) ；
3·求乃氏图与实轴的交点，交点可利用 ImG(jw)0或 G(jw)n180o
的关系式求出；
4·求乃氏图与虚轴的交点，交点可利用 ReG(jw)0或 G(jw)n90o
K;
(T 1s1 )(T 2s1 )
K ,T 1,T 20
试概略绘制系统开环幅相曲线。
解：由于惯性环节的角度变化为～-900，故该系统开环幅
相曲线中
起点为：
终点为：
系统开环频率特性
A (0)K,
(0)00
A ( ) 0 , ( )2 ( 90) 0 10 80
G (j)K [1 (1 T 1 T T 12 2 2 2) 1 (j (T T 1 22 T 22 ))]
即多环节传递函数的幅频特性是各环节模的乘积，相频特性是各环节相位角之和。
7
自动控制原理
§4-2频率响应的极频率响应G(jw)是输入频率w的复变函数，是一种变换，当w从0逐渐增长至
时，G(jw)作为一个矢量，其端点在复平面相对应的轨迹就是频率响
应的极坐标图，亦叫坐做乃标氏图图（（Nyq乃uist氏曲线图））
传递函数G(s)
S=jw
频率特性G(jw)
注：系统频率特性分析法是一种用“稳态”的方法（即输出稳态时的正弦信号，不考虑过度过程）来分析系统的动态特性（稳，准，快）
5
自动控制原理
二·频率特性的一些概念
G (jw ) U (w )jV (w )
幅频特性 A (w ) G (jw )[U (w )]2 [V (w )]2
(jw K)(j(wjw1T11)1()j(wjw2T21).1..)...

matlab零极点对系统幅频的影响动态过程_概述说明

matlab零极点对系统幅频的影响动态过程概述说明1. 引言1.1 概述本文将探讨零极点对系统幅频的影响动态过程。

在控制系统中，零极点是系统的重要特性，它们决定了系统的稳定性、相位和幅频响应等关键指标。

通过分析和理解零极点对幅频响应的直接影响，我们可以更好地设计和优化控制系统。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

引言部分介绍了文章的主题和目的，以及概述了整篇文章的结构。

第二部分将概述零极点对系统幅频的影响动态过程，包括系统的零极点分布、幅频响应的定义及意义以及零点和极点对幅频响应的直接影响。

第三部分将详细解释零极点对系统幅频的影响动态过程，包括零点变化引起的幅频响应变化、极点变化引起的幅频响应变化以及零极点共振现象及其特性分析。

第四部分将通过实例分析与案例研究来进一步说明理论知识，并提供具体示例演示单纯增加零点和移动极点对系统幅频响应的变化。

最后，结论与展望部分总结了文章的主要观点和研究结果，并提出了研究不足之处以及未来的展望。

1.3 目的本文旨在深入研究零极点对系统幅频的影响动态过程，通过理论分析和实例演示，探讨零点和极点对幅频响应的直接影响，并解释零极点共振现象及其特性。

通过这些内容，读者可以更好地理解和应用控制系统中零极点的重要性，为系统设计与优化提供指导。

本文旨在为相关领域的研究人员和工程师提供有价值的参考和启发。

2. 零极点对系统幅频的影响动态过程概述2.1 系统的零极点分布在控制系统中，零点和极点是系统传递函数的特殊点。

零点表示在该频率下系统传递函数取零值，而极点则表示在此频率下系统传递函数出现无穷大或奇异性。

系统的零极点分布对于系统的动态响应和稳定性有重要影响。

2.2 幅频响应的定义及意义幅频响应是指输入信号在不同频率下通过系统后输出信号的幅度变化。

通过分析这种变化可以了解系统对于不同频率成分的响应特性。

幅频响应反映了系统对于各个频率成分信号放大或衰减的情况，从而可以评估控制系统的性能和特征。

实验三零极点分布对系统频率响应地影响(数字信号实验)

备注：（1）、按照要求独立完成实验内容。

（2）、实验结束后，把电子版实验报告按要求格式改名（例：09号_张三_实验七.doc）后，实验室统一刻盘留档。

实验三零极点分布对系统频率响应的影响一、实验目的学习用分析零极点分布的几何方法分析研究信号和系统频率响应。

二、实验原理如果知道信号的Z变换以及系统的系统函数H(z)，可以得到它们的零极点分布，由零极点分布可以很方便地对它们的频率响应进行定性分析。

信号的幅度特性由零点矢量长度之积除以极点矢量的长度之积，当频率ω从0变化到2π时，观察零点矢量长度和极点矢量长度的变化，重点观察那些矢量长度较短的情况。

另外, 由分析知道, 极点主要影响频率响应的峰值，极点愈靠近单位圆，峰值愈尖锐；零点主要影响频率特性的谷值，零点愈靠近单位圆，谷值愈深，如果零点在单位圆上，那么频率特性为零。

根据这些规律可以定性画出频率响应的幅度特性。

峰值频率和谷值频率可以近似用响应的极点和零点的相角表示，例如极点z1=0.9ejπ/4，峰值频率近似为π/4，极点愈靠近单位圆，估计法结果愈准确。

本实验借助计算机分析信号和系统的频率响应，目的是掌握用极、零点分布的几何分析法分析频率响应，实验时需要将z=ejω代入信号的Z变换和系统函数中，再在0~2π之间，等间隔选择若干点，并计算它的频率响应。

三、实验内容（包括代码与产生的图形）要求：不仅打印幅度特性曲线，而且要有系统频率特性的文字分析。

1. 假设系统用下面差分方程描述：y(n)=x(n)+ay(n-1)假设a=0.7, 0.8, 0.9 ，分别在三种情况下分析系统的频率特性，并打印幅度特性曲线。

a=0.7代码：B=1;a=0.7A=[1,-a];subplot(3,1,3);zplane(B,A);xlabel('Êµ²¿Re');ylabel('Ðé²¿Im');title('y(n)=x(n)-ay(n-1)´«Êäº¯ÊýÁã¡¢¼«µã·Ö²¼');grid on[H,w]=freqz(B,A,'whole');subplot(3,1,2);plot(w/pi,abs(H),'linewidth',2);grid on;xlabel('\omega/\pi');ylabel('|H(e^j^\omega)|');title('·ùÆµÏìÓ¦ÌØÐÔ');axis([0,2,0,6]);subplot(3,1,1);plot(w/pi,angle(H),'linewidth',2);grid on;axis([-0.1,2.1,-3,3]);xlabel('\omega/\pi');ylabel('\phi(\omega)');title('ÏàÆµÏìÓ¦ÌØÐÔ');图像：-505-101实部Re虚部I my(n)=x(n)-ay(n-1)传输函数零、极点分布00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.825ω/π|H (e j ω)|幅频响应特性0.20.40.60.81 1.2 1.41.61.82-22ω/πφ(ω)相频响应特性a=0.8代码：B=1;a=0.8A=[1,-a];subplot(3,1,3);zplane(B,A); xlabel('Êµ²¿Re'); ylabel('Ðé²¿Im');title('y(n)=x(n)-ay(n-1)´«Êäº¯ÊýÁã¡¢¼«µã·Ö²¼'); grid on[H,w]=freqz(B,A,'whole'); subplot(3,1,2);plot(w/pi,abs(H),'linewidth',2); grid on ;xlabel('\omega/\pi'); ylabel('|H(e^j^\omega)|'); title('·ùÆµÏìÓ¦ÌØÐÔ'); axis([0,2,0,6]);subplot(3,1,1);plot(w/pi,angle(H),'linewidth',2); grid on ;axis([-0.1,2.1,-3,3]); xlabel('\omega/\pi');ylabel('\phi(\omega)'); title('ÏàÆµÏìÓ¦ÌØÐÔ');图像：-6-4-20246实部Re虚部I my(n)=x(n)-ay(n-1)传输函数零、极点分布00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.61.825ω/π|H (e j ω)|幅频响应特性0.20.40.60.81 1.2 1.41.61.82-202ω/πφ(ω)相频响应特性a=0.9代码：B=1;a=0.9A=[1,-a];subplot(3,1,3);zplane(B,A); xlabel('Êµ²¿Re'); ylabel('Ðé²¿Im');title('y(n)=x(n)-ay(n-1)´«Êäº¯ÊýÁã¡¢¼«µã·Ö²¼'); grid on[H,w]=freqz(B,A,'whole'); subplot(3,1,2);plot(w/pi,abs(H),'linewidth',2); grid on ;xlabel('\omega/\pi'); ylabel('|H(e^j^\omega)|'); title('·ùÆµÏìÓ¦ÌØÐÔ'); axis([0,2,0,6]);subplot(3,1,1);plot(w/pi,angle(H),'linewidth',2); grid on ;axis([-0.1,2.1,-3,3]); xlabel('\omega/\pi'); ylabel('\phi(\omega)'); title('ÏàÆµÏìÓ¦ÌØÐÔ');图像：-505-101实部Re虚部I my(n)=x(n)-ay(n-1)传输函数零、极点分布00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.825ω/π|H (e j ω)|幅频响应特性0.20.40.60.81 1.2 1.41.61.82-22ω/πφ(ω)相频响应特性分析：由y (n )=x (n )+ay (n -1)可知:H[z]=B[z]/A[z]=1/(1-az^(-1))系统极点z=a ，零点z=0，当B 点从w=0逆时针旋转时，在w=0点，由于极点向量长度最短，形成波峰,并且当a 越大，极点越接近单位圆，峰值愈高愈尖锐；在w=pi 点形成波谷；z=0处零点不影响幅频响应。

信号与系统系统函数的零极点分析课件

和相频特性。
零点对系统幅值的影响
02
零点的位置会影响系统的幅值响应，可能导致系统幅值出现峰
值或谷值。
零点对系统相位的影响
03
零点的位置也会影响系统的相位响应，可能导致系统相位出现
滞后或超前。
零点对系统稳定性的影响
零点位置与系统稳定性
零点的位置与系统的稳定性密切相关，某些位置的零点可能导致系统不稳定。
02
频率响应分析
零极点分布影响系统的频率响应特性，通过分析零极点可以预测系统的频率响应行为。
03
系统设计
通过合理设计系统的零极点，可以实现特定的系统性能指标，如快速响应、低超调量等。
03 系统函数的零点分析
零点对系统性能的影响
零点位置影响系统性能
01
零点位置的不同会导致系统性能的差异，例如系统的幅述线性时不变系统动态特性的数学模型，通常表示为复平面上的函数。
性质
系统函数具有线性、时不变性和因果性等基本性质，这些性质决定了系统的动态行为。
零点的定义与性质
定义
零点是系统函数在复平面上的根，即使得系统函数值为零的点。
性质
零点对系统动态行为的影响主要体现在系统的传递函数中，影响系统的频率响应特性。
信号合成与分解
通过分析信号的零极点分布，可以将复杂信号分解为简单信号的叠加，反之亦然。
在通信系统中的应用
调制解调
在通信系统中，零极点分析用于分析信号的调制解调过程，以优化信号传输的质量。
信道均衡
在数字通信中，信道均衡器通过调整零极点位置来补偿信道对信号的畸变影响。
1.谢谢聆听
极点影响系统噪声性能
极点的位置也会影响系统的噪声性能，极点靠近虚轴时，系统对噪声的抑制能力较强。

上机实验2零极点分析与幅频特性

计算零点
使用MATLAB中的roots函数计算系统函数的零点。
3
计算极点
同样使用roots函数计算系统函数的极点。
系统幅频特性的绘制
01
定义频率范围
确定要绘制的频率范围，例如从 0到10 rad/s。
02
计算幅值和相位角
03
绘制幅频特性图
使用MATLAB中的bode函数计算系统在给定频率范围内的幅值和相位角。
理解幅频特性
通过实验，我了解了如何计算系统的幅频特性，并理解了幅频特性在系统分析和设计中的重要性。
培养实践操作能力
实验过程中，我不仅学习了理论知识，还培养了动手实践的能力，提高了解决实际问题的能力。
实验不足与改进方向
实验操作不够熟练
在实验过程中，我发现自己在操作MATLAB 软件进行系统分析时还不够熟练，需要进一步加强练习。
极点的位置决定了系统幅频特性曲线的形状，极点越靠近虚轴，系统幅频特性曲线的下降越快。
零极点对系统时域响应的影响
零点可以改变系统时域响应的峰值时间，使峰值时间提前或延后。
极点影响系统时域响应的衰减速度，极点越靠近虚轴，衰减速度越快。
03
CATALOGUE
上机实验操作步骤
MATLAB软件环境准备
理论知识掌握不全面
在实验过程中，我发现自己对系统函数和零极点分析的理论知识掌握还不够全面，需要进一步深入学习。
实验时间安排不够合理
由于实验时间安排紧凑，导致我在实验过程中有些紧张，影响了实验效果，下次应提前规划好时间安排。
后续研究展望
深入研究零极点分析方法
未来可以进一步深入研究零极点分析方法，了解其在控制系统分析和设计中的应用。

信号与系统课程设计(MATLAB)

例①：求门函数f(t)=ε(t+1)-ε(t-1)的傅里叶变换，并画出幅度频谱图
MATLAB程序如下：
symst w %定义两个符号变量t,w
Gt=sym('Heaviside(t+1)-Heaviside(t-1)'); %产生门宽为2的门函数
Fw=fourier(Gt,t,w); %对门函数作傅氏变换求
信号的卷积运算在系统分析中主要用于求解系统的零状态响应。一般情况，卷积积分的运算比较困难，但在MATLAB中则变得十分简单，MATLAB中是利用conv函数来实现卷积的。
conv
功能：实现二个函数和的卷积。
格式：
说明：表示二个函数，
表示两个函数的卷积结果。
例题：已知两信号
求卷积
MATLAB程序如下：
xlabel('W') ;ylabel('F(W)'); %坐标轴标注
title('f(t)的振幅频谱图'); %文本标注
运行结果如下：
三、设计容
1、编程实现下列信号的幅度频谱
a.求出f1(t)=ε(2t+1)-ε(2t-1)的频谱函数F1(jω)，请将它与上面门宽为2的门函数f(t)=ε(t+1)-ε(t-1)的频谱进行比较，观察两者的特点，说明两者的关系。
M=500; k=0:M; w=k*W1/M; %频域采样数为M, w为频率正半轴的采样点
Fw=ft*exp(-j*t'*w)*R; %求傅氏变换
FRw=abs(Fw); %取振幅
W=[-fliplr(w),w(2:501)] ; %形成负半轴和正半轴的2M+1个频率点W
FW=[fliplr(FRw),FRw(2:501)]; %形成对应于2M+1个频率点的值

基于卷积及零极点与幅频特性关系的动态界面演示

向右循环移一位;依次类推。
关键语句如下:
M=length(xn),N=length(hn),L=input‘( L=’)
xm=[xn,zeros(1,L-M)],hm=[hn,zeros(1,L-N)]
ycn=zeros(1,L);
for n=0:L-1
xn_m=xm(mod(n-m,L)+1);
ycn(n+1)=sum(xn_m.*hm);
基于卷积及零极点与幅频特性关系的动态界面演示
孙会苹张睿朱桐萱 (山东科技大学电子信息工程学院,山东青岛 266000)
摘要:本文基于MATLAB将卷积过程及零极矢量与幅频特性关系的问题利用GUI界面动态显示出来。首先介绍了线性卷积、循环卷
积、零极矢量与幅频特性的动态演示实现,再通过MATLAB的底层编码,利用基本控件实现GUI界面设计。此设计可直接应用于数字信号
(e jw dk )
k 1
M
H（e jw）
A
（e jw cr）
r 1 N
（e
jw
d
）
k
零矢量模的连乘积 A 极矢量模的连乘积
k 1
w由0到2π,即零/极矢量的终端点沿单位圆逆时针方向旋转
选择Callback:在function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)下加入:
其关键语句如下: M=length(xn),N=length(hn) m=[-(M-1):M+N-2] hm=[zeros(1,M-1),hn,zeros(1,M-1)] xmfy=[fliplr(xn),zeros(1,M+N-2)] yn(M+n)=sum(xmfy.*hm) 1.2 时域循环卷积动态演示实现循环卷积(circular convolution)是周期卷积的一种。循环卷积的长度大于两序列线性卷积长度时,可用线性卷积计算。 1.2.1 循环卷积计算步骤 (1) x2 (m) 经周期延拓得到 x2 ((m))N ,经反转 x2 ((-m))N ,取主值区间得到 x2 ((-m))N R（N m）。 (2)循环移位得 x2 ((n - m))N RN (m) ,n>0,循环右移。 (3)n取0,1,....,N-1不同的值,N=max(N1,N2),对应的序列

零极点分析ppt课件

Yzs (s)
bmsm bm1sm1 L b1s b0 ansn an1sn1 L a1s a0
X (s)
2
H (s)
Yzs (s) X (s)
bm s m an s n
bm1sm1 an1sn1
b1s b0 a1s a0
--------- “系统函数”或“网络函数”
简写为： H (s) Y (s) 或：Y (s) H (s) X (s) X (s)
i1 k 1
29
自由响应
强迫响应
例5-4：电路如图所示，输入信号x(t)=5cos2t u(t),求输出电压
y(t),并指出y(t)中的自由响应和强迫响应分量。
R=1Ω +
x(t)
C=1F
1
+ H (s) Y (s) sC 1
y(t)
X (s) R 1 s 1 sC
-
-
X
(s)
5s s2
1
s 1 s 2 s2 3s 2
例：图示电路，开关S在t = 0时刻闭合，以v2(t)作为响应，
输入信号 x(t) Eetu(t),
S
x(t )
R1
C R2 v2 (t)
（1）求冲激响应h(t)；
(2）求输出电压v2(t)；
1
解:
（1） H (s) V2 (s) 1/ R2 sC K
流i(t),并指出i(t)中的自由响应与强迫响应、暂态响应与稳态响应各
分量。
LC
解：(1) 求激励信号x(t)的拉氏变换X(s)
x(t) i(t)
R
X (s)
Em 01
s2
2 01
(s

自-数字信号处理实验指导书(2008)

数字信号处理实验指导书颜华刘笑楠主编二○○八年三前言目录前言 ............................................................................................................................................ - 1 - 目录 ............................................................................................................................................ - 1 - 实验一信号、系统及系统响应.................................................................................................. - 2 -1.1实验目的及要求............................................................................................................. - 2 -1.2实验内容........................................................................................................................ - 2 -1.3实验步骤........................................................................................................................ - 2 -1.4思考题 ........................................................................................................................... - 4 -1.5选做题 ........................................................................................................................... - 4 -1.6实验报告要求 ................................................................................................................ - 4 - 实验二信号的谱分析 ................................................................................................................ - 5 -2.1实验目的及要求............................................................................................................. - 5 -2.2实验内容........................................................................................................................ - 5 -2.3实验步骤、实验原理及思考题....................................................................................... - 5 -2.4选做题 ........................................................................................................................... - 7 -2.5实验报告要求 ................................................................................................................ - 7 - 实验三IIR滤波器设计.............................................................................................................. - 8 -3.1实验目的及要求............................................................................................................. - 8 -3.2实验内容........................................................................................................................ - 8 -3.3实验步骤及实验报告要求 .............................................................................................. - 8 -3.4 选做题 .......................................................................................................................... - 9 -3.5实验报告要求 .............................................................................................................. - 10 - 实验四FIR滤波器设计........................................................................................................... - 11 -4.1实验目的及要求........................................................................................................... - 11 -4.2实验原理与方法........................................................................................................... - 11 -4.3实验步骤及内容........................................................................................................... - 12 -4.4思考题：...................................................................................................................... - 13 -4.5选做题 ......................................................................................................................... - 13 -4.6 实验报告要求 ............................................................................................................. - 13 -实验一信号、系统及系统响应1.1实验目的及要求1、加深对线时不变系统、时域卷积定理的理解。

系统开环频率特性PPT学习教案

ω1
0
0.
5
求ζ：
5
20 lg 1 38 32
2
-40dB/dec
ω ω0
ζ=0.25
与L(ω)对应的最小相位开环传递函数为
G(s)
20(2s 1) s(0.04s2 0.1s
1)
第29页/共31页
例 5-7最小相位系统与非最小相位系统
第30页/共31页
s(s
250 (s 0.8) 0.2)(s2 4s 100 )
40
-20dB/dec
-40dB/dec
G(s)
s(5s
10(1.25s 1) 1)(0.01s2 0.04s
1)
20
0
10
ω
0.2 0.8 1
-20dB/dec
-60dB/dec
第20页/共31页
L(ω)(dB)
40
-20dB/dec
L(2 ) (20) lg(0.8 / c )
c 2.5(rad / s)
第21页/共31页
G(s)
s(5s
10(1.25s 1) 1)(0.01s2 0.04s
1)
(
)
90
tan1
5
tan 1 1.25
tan1
0.04 1 0.01
2
ω ω→0 0.2
0.8
10 ω→∞
φ(ω)
-90°
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G(s) 0.5s 1 0.2s 1
() 180 tan1 0.2 tan1 0.5
G(s) 0.5s 1 0.2s 1
( ) tan1 0.2 tan1 0.5
图5-30 幅相曲线
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由系统的零极点绘制频率特性

七．由系统零极点分布绘制系统频率特性
function splxy(f1,f2,k,p,q)
%根据系统零极点分布绘制系统频率响应曲线程序
%f1,f2:绘制频率响应曲线的频率范围(即频率起始和终止点，单位为赫兹)
%p,q:系统函数极点和零点位置行向量
%k:绘制频率响应曲线的频率取样间隔
f1=0;f2=20;k=0.1;q=2;p=[-10 -5]
p=p';
q=q';
f=f1:k:f2;
w=f*(2*pi); %定义绘制系统频率响应曲线的频率范围
y=i*w;
n=length(p);
m=length(q);
if n==0 %如果系统无极点
yq=ones(m,1)*y;
vq=yq-q*ones(1,length(w));
bj=abs(vq);
ai=1;
else if m==0 %如果系统无零点
yp=ones(n,1)*y;
vp=yp-p*ones(1,length(w));
ai=abs(vp);
bj=1;
else
yp=ones(n,1)*y;
yq=ones(m,1)*y;
vp=yp-p*ones(1,length(w));
vq=yq-q*ones(1,length(w));
ai=abs(vp);
bj=abs(vq);
end
end
Hw=prod(bj,1)./prod(ai,1);
plot(f,Hw)
title('连续系统幅频响应曲线')
xlabel('频率w (单位:赫兹)')
ylabel('F(jw)')。

4.5-2系统开环对数幅频特性的简便画法.

因两点纵坐标相同，另取点： (30, −139.4°)，绘制相频特性曲线如图 4 所示。
图 4 相频特性曲线
注：因选点的精度和曲线绘制软件功能原因，各曲线仅作示意变化趋势用。
环节，则斜率便降低−20��/��。若有�个积分环节，则在ω = 1处的斜率便为
③ 在半对数坐标纸上，找到横坐标为ω = 1、纵坐标为�(ω) = 20�� 的点， ④ 计算各典型环节的交接频率，将各交接频率按由低到高的顺序进行排列，并按下列原则依次改变�(ω)的斜率：过改点作斜率为−20��/�� 的斜线。其中�为积分环节的数目。
系统开环对数幅频特性的简便画法
从典型环节的对数幅频特性可见，在低频段，惯性、振荡和比例微分等环节的低频渐近线，均为零分贝线。因此，对数幅频特性�(ω)的低频段主要取决于过零点，因此，在ω = 1处，对数幅频特性的高度仅取决于比例环节，即
比例环节和积分环节（理想微分环节一般很少出现），而在ω = 1处，积分环节为 �(ω)|�� = 20�� 。此时的斜率，则主要取决于积分环节的多少，每多一个积分 −20��/�� 。往后若遇到惯性环节，经交接频率，�(ω)的斜率便−20��/��；遇到振荡环节，过交接频率，则斜率便−40��/��；若遇到比例微分环节，过交接频率，则斜率+20��/��。由此得串联环节渐近对数幅频特性绘制步骤： ① 分析系统是由哪些典型环节串联而成的，将各典型环节的传递函数都转换为标准形式，如有分母，则常数项为 1。 ② 根据比例环节的� 值，计算20�� 。
积分环节： �� (�) = −180° ②
比例微分环节： �� (�) = ��0.1�③ 惯性环节：�� (�) = −��0.02�④ 经四条曲线绘出后， �(�) = �� (�) + �� (�) + �� (�) + �� (�)，故可知特

《频率特性曲线》PPT课件

L ()2l0 g r A i() r2l0 g A i() i 1 i 1 r
() k()
k1
开环对数幅频曲线及相频曲线分别由各串联环节对数幅频曲线和相频曲线叠加而成。
典型环节的对数渐近幅频曲线为不同斜率的直线或折线，故叠加后的开环渐近幅频特性曲线仍为不同斜率的线段组成的折线。
➢统型➢转B环折o依控节频d据制乘e率图传系积由前递统的低，s 函一形K 到应((数般式T 高1 1 先s确s由。依将定多1 1 次))系各个标(T (2 统2 22 环环s注s2 传2 节节到递2 的组2 半函2 转成2 对ji数T 折，2 数2s分s频在坐解1 1 率绘)标) 为,制纸并典系横将
2、对数坐标图与传递函数的关系
5-4 系统开环对数频率特性曲线的绘制
系统开环
系G 统( s 开) H 环( 传s ) 函由G 多1 ( 个s ) 典G 型2 ( 环s ) 节相G 串r ( 联s ) ：于各环节
r
G (j)H (j) r
j k()
A i( )ek1
之和；相节的相位
i1
最小相位系统
A sin t
信号源
对象
记录仪
步骤：
对实验测得的系统对数幅频曲线进展分段处理，即用斜率为 20dB/dec整数倍的直线段来近似测量到的曲线。
当某处系统对数幅频特性渐近线的斜率发生变化时，此即为某个环节的转折频率，此环节依据斜率的变化来确定。
系统最低频率段的斜率由开环积分环节个数决定。低频段斜率为-20 dB/dec,那么系统开环传递函数有个积分环节，系统为型系统。
11.5
1
7 10
-40dB/dec
在 1时的高度为 :