装 订 线 实 验 报 告 实验名称 线性系统的频率响应分析 系 专业 班 姓名 学号 授课老师 夏利民 预定时间 2013-5-6 实验时间 2013-5-6 实验台号 19 一、目的要求 1．掌握波特图的绘制方法及由波特图来确定系统开环传函。 2．掌握实验方法测量系统的波特图。 二、原理简述 1．频率特性：当输入正弦信号时，线性系统的稳态响应具有随频率 ( ω 由0 变至 ∞ ) 而变化的特性。 频率响应法的基本思想是：尽管控制系统的输入信号不是正弦函数，而是其它形式的周期函 数或非周期函数，但是，实际上的周期信号，都能满足狄利克莱条件，可以用富氏级数展开 为各种谐波分量；而非周期信号也可以使用富氏积分表示为连续的频谱函数。因此，根据控制系统对正弦输入信号的响应，可推算出系统在任意周期信号或非周期信号作用下的运动情 况。 2．线性系统的频率特性：系统的正弦稳态响应具有和正弦输入信号的幅值比|Φ(jω )|和相位差 ∠Φ(jω )随角频率 (ω 由0 变到∞) 变化的特性。而幅值比|Φ(jω )|和相位差∠Φ(jω )恰好是函数Φ(jω )的模和幅角。所以只要把系统的传递函数 Φ(s)，令 s=jω ,即可得到 Φ(jω )。当ω 由0 到∞变化时，|Φ(jω )|随频率ω 的变化特性成为幅频特性，∠Φ(jω )随频率ω 的变化特性称为相频特性。幅频特性和相频特性结合在一起时称为频率特性。 3．频率特性的表达式 (1) 对数频率特性：又称波特图，它包括对数幅频和对数相频两条曲线，是频率响应法 中广泛使用的一组曲线。这两组曲线连同它们的坐标组成了对数坐标图。 对数频率特性图的优点： ①它把各串联环节幅值的乘除化为加减运算，简化了开环频率特性的计算与作图。 ②利用渐近直线来绘制近似的对数幅频特性曲线，而且对数相频特性曲线具有奇对称 于转折频率点的性质，这些可使作图大为简化。 ③通过对数的表达式，可以在一张图上既能绘制出频率特性的中、高频率特性，又能 清晰地画出其低频特性。 (2) 极坐标图 (或称为奈奎斯特图) (3) 对数幅相图 (或称为尼柯尔斯图) 本次实验中，采用对数频率特性图来进行频域响应的分析研究。实验中提供了两种实验 测试方法：直接测量和间接测量。 装 订 线 2 三、仪器设备 PC 机一台，TD-ACC+(或 TD-ACS)教学实验系统一套。 四、线路示图 结构框图：如图所示 模拟电路图 五、内容步骤 此次实验，采用直接测量方法测量对象的闭环频率...
