頻率響應(yīng),頻率響應(yīng)的確定方法，圖，曲線，主要特征量
常用的確定頻率響應(yīng)的方法有分析法和實(shí)驗(yàn)法兩種。
�、俜治龇ā』谖锢頇C(jī)理的理論計(jì)算方法，只適用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成易于確定的情況。在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成給定后，運(yùn)用相應(yīng)的物理定律，通過(guò)推導(dǎo)和計(jì)算即可定出系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。分析的正確程度取決于對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解的精確程度。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，分析法的計(jì)算工作量很大。
�、趯�(shí)驗(yàn)法 采用儀表直接量測(cè)的方法，可用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以確定的情況。常用的實(shí)驗(yàn)方式是以正弦信號(hào)作為試驗(yàn)信號(hào)，在所考察的頻率范圍內(nèi)選擇若干個(gè)頻率值，分別測(cè)量各個(gè)頻率下輸入和穩(wěn)態(tài)輸出正弦信號(hào)的振幅和相角值。輸出與輸入的振幅比值隨頻率的變化特性是幅頻特性，輸出與輸入的相角差值隨頻率的變化特性是相頻特性。
在采用頻率響應(yīng)法分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，常以頻率響應(yīng)的曲線圖作為研究問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)。頻率響應(yīng)圖的主要形式有奈奎斯特圖、波德圖和尼科爾斯圖。
一、奈奎斯特圖
奈奎斯特圖又稱極坐標(biāo)圖。它是當(dāng)頻率ω由零變化到無(wú)窮大時(shí)，表示在極坐標(biāo)上的頻率響應(yīng) G（jω）的幅值 |G(jω)|與相角∠G（jω）的一條關(guān)系曲線。極坐標(biāo)圖的優(yōu)點(diǎn)是，頻率響應(yīng)曲線上能顯示出頻率ω的分布情況。為了繪制極坐標(biāo)圖，必須對(duì)選定的每個(gè)ω值計(jì)算出相應(yīng)的G（jω）的幅值|G(jω)|和相角∠G（jω）；由|G(jω)|和∠G（jω）可構(gòu)成極坐標(biāo)圖上的一個(gè)矢量G（jω）。奈奎斯特圖就是當(dāng)&owega;由零變化到無(wú)窮大時(shí)矢量G（jω）終端掃描得到的一條軌跡。
二、波德圖
波德圖又稱對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。波德圖由頻率響應(yīng) G（jω）的對(duì)數(shù)幅值特性圖和相角特性圖組成。在對(duì)數(shù)幅值特性圖中,頻率軸采用對(duì)數(shù)分度;幅值軸取為20log| G（jω）|，單位為分貝(dB),采用線性分度。在相角特性圖中，頻率軸也采用對(duì)數(shù)分度；角度軸是線性分度，單位為度。波德圖的優(yōu)點(diǎn)是可將幅值相乘轉(zhuǎn)化為對(duì)數(shù)幅值相加，而且在只需要頻率響應(yīng)的粗略信息時(shí)�？蓺w結(jié)為繪制由直線段組成的漸近特性線，作圖非常簡(jiǎn)便。如果需要精確曲線，則可在漸近線的基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，繪制也比較簡(jiǎn)單。
三、尼科爾斯圖
又稱對(duì)數(shù)幅相圖。它是在直角坐標(biāo)上以頻率ω為參量表示的對(duì)數(shù)幅值20 log| G（jω）|與相角∠G（jω）的一種關(guān)系圖。對(duì)數(shù)幅相圖很容易根據(jù)波德圖上的對(duì)數(shù)幅值特性和相角特性來(lái)繪制。尼科爾斯圖的優(yōu)點(diǎn)是能較容易地確定控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。
