第6章頻域分析法
填空1、頻域分析法所依據的數學模型是什麼？
答：頻域特性
2、運用頻域分析法可不可以根據系統的開環頻域特性研究閉環系統的穩定性，而不必解除系統的特徵根。？
答：可以
3、頻域特性的共有幾種表示方法？
答：三種
4、幅相頻率特性圖橫座標和縱座標各是什麼？
答：橫座標為：幅頻特性縱座標為：相頻特性。
5、對數頻率特性圖包括哪兩條曲線？
答：對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線。
6、在對數率特性圖中的頻率特性函式如何定義？
答： 7、在對數頻率特性圖中採用對數座標圖可以將幅頻特性中幅值的乘除運算化為什麼運算？
答;加減運算
8、對數幅相特性圖橫座標和縱座標各是什麼
答：對數幅相特性圖是以對數相頻特性為橫座標，以對數幅頻特性為縱座標，
9、最小相位系統在右半s平面上有沒有極點和零點？
答：沒有
10、非最小系統在右半s平面上有沒有極點和零點？
答：有11、最小相位系統的幅頻特性和相頻特性有何特徵？
答：最小相位系統的幅頻特性和相頻特性是一一對應的。
12、積分環節與理想微分環節的對數頻率特性圖有何關係？
答：對數幅頻特性和對數相頻特性以軸互為映象。
13、慣性環節與一階微分環節的對數頻率特性圖有何關係？
答：對數幅頻特性和對數相頻特性以軸互為映象。
14、奈奎斯特穩定判據是利用系統的什麼特性來判斷閉環系統的穩定性？
答：開環頻率特性
14、對數頻率穩定判據是利用系統的什麼特性來判斷閉環系統的穩定性
答：開環系統的對數幅頻曲線和對數相頻曲線
15、在奈氏穩定判據如果系統開環特徵根中有個位於虛軸右側，當頻率時，若開環幅相頻率特性曲線逆時針繞（-1,j0)點的轉角為多少則系統在閉環狀態下是穩定的？
答： 16、如果系統開環是穩定的如何用奈氏穩定判據判斷系統的穩定性？
答：當頻率時，若開環幅相頻率特性曲線逆時針繞（-1,j0)點的轉角為零，則系統在閉環狀態下是穩定的。反之，系統閉環狀態下是不穩定的。
17、奈氏判據判斷系統穩定性時閉環極點數目為z滿足什麼條件時閉環系統穩定？
答：z為零
18、在對數頻率穩定判據中如果控制系統的閉環特徵方程序正實部根的個數，閉環系統是否穩定？
答：不穩定，閉環特徵方程正實部根的個數為z
19、描述系統相對穩定性的物理量有哪些？
答：幅值裕度和相角裕度。
20、幅值裕度的物理意義是什麼？
答：幅值裕度是閉環系統到達不穩定邊緣為止時尚可增加的開環增益的分貝數。
21、相角裕度的物理意義是什麼？
答：相角裕度是在增益交界頻率上，使幅相特性曲線穿過（-1,j0)（即達到臨界穩定狀態）尚可增加的遲後相角量。
22、相角裕度的計算公式是什麼？
答：23、在bode圖上開環相頻特性曲線穿過線的頻率是什麼頻率？
答：相位交界頻率：
24、在bode圖上開環對數幅頻特性曲線穿越0db線時的角頻率是什麼頻率？
答:增益交界頻率；
簡答：1、分析頻域分析法與根軌跡法的異同？
答：時域分析法與根軌跡法都是一種**方法，不必直接求解微分方程，而是間接地運用系統的開環特性分析系統的閉環響應特性。所不同的是，頻域分析法所依據的數學模型是頻域特性。
2、運用頻域分析法分析和綜合控制系統有哪些特點？
答：（1）應用奈奎斯特穩定判據，可以根據系統的開環頻域特性研究閉環系統的穩定性，而不必解除系統的特徵根。
（2）頻域特性與系統的引數和結構密切相關，可以用研究頻域特性的方法，把系統引數和結構的變化與系統動態過程效能指標聯絡起來。
（3）頻域特性有著明確的物理意義，很多元部件的這一特性都可以用實驗方法確定，這對難以從分析其物理規律來列寫運動方程的元部件和系統有很大的實際意義。
（4）頻域分析法不僅適用於線性定常系統的分析研究，還可以推廣用於某些非線性控制系統。
（5）當系統在某些頻率範圍裡存在著嚴重的雜訊時，應用頻域分析法，可以設計出能夠滿意地抑制這些雜訊的系統。
8、頻域特性的幾種表示方法和各變數之間的關係有哪些？
9、簡述幅相頻率特性圖的特點
答：幅相頻率特性圖的特點是把頻率特性函式的頻率看成參變數，當時，將其幅頻特性和相頻特性同時表示在複數平面上。
10、簡述對數頻率特性圖的特點
答：對數頻率特性圖包括對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線，這兩條曲線連同它們的座標組成了對數頻率特性圖。在對數頻率特性圖中，對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線的橫座標表示頻率，並按對數分度。
對數幅頻特性曲線的縱座標，表示對數幅頻特性的函式值，均勻分度。對數相頻特性曲線的縱座標，表示相頻特性的函式值，均勻分度。
11、在對數率特性圖中的頻率特性函式如何定義？
答：在對數頻率特性**率特性函式定義如下：
12、在對數頻率特性圖中採用對數座標圖的優點是什麼？
答;(1)將幅頻特性中幅值的乘除運算化為加減運算；
（2）採用簡便方法繪製近似的對數幅頻曲線；
（3）將實驗獲得的頻率特性數值，畫成對數頻率特性圖，能方便地確定頻率特性函式表示式。
15、簡述對數幅相特性圖
答：對數幅相特性圖是以對數相頻特性為橫座標，以對數幅頻特性為縱座標，以頻率為參變數，來繪製的頻率特性函式的曲線。對數幅相圖與幅相圖一樣，在對數幅相曲線的適當位置上標出頻率的值，並且用箭頭表示的增加方向。
16、最小相位系統與非最小相位系統是如何定義的？
答：在幅頻特性和相頻特性圖中，在右半s平面上沒有極點和零點的傳遞函式，稱為最小相位傳遞函式，相對應的系統稱為最小相位系統。在右半s平面上有極點和零點的傳遞函式，稱為非相位傳遞函式，相對應的系統稱為非最小系統。
17、最小相位系統的幅頻特性和相頻特性有何特徵？該特徵有何好處？
答：最小相位系統的幅頻特性和相頻特性是一一對應的，即乙個幅頻特性只能有乙個相頻特性與之對應；反之亦然。對於最小相位系統，只要根據其對數幅頻特性曲線就能寫出系統的傳遞函式，因此，在分析與綜合系統時，僅僅根據幅頻特性就可以了。
18、積分環節與理想微分環節的對數頻率特性圖有何關係？
答：由於積分環節與理想微分環節的頻率特性函式互為倒數，因此積分環節和理想微分環節的對數幅頻特性和對數相頻特性以軸互為映象。
19、慣性環節與一階微分環節的對數頻率特性圖有何關係？
答：由於慣性環節與一階微分環節的頻率特性函式互為倒數，因此慣性環節與一階微分環節的對數幅頻特性和對數相頻特性以軸互為映象。
20、奈奎斯特穩定判據和對數頻率穩定判據的區別是什麼？
答：奈奎斯特穩定判據是利用系統的開環頻率特性來判斷閉環系統的穩定性，是根據開環幅相曲線判斷閉環系統穩定性的一種準則。對數頻率穩定判據在本質上和奈氏判據沒有什麼區別，它是根據開環系統的對數幅頻曲線和對數相頻曲線來判斷閉環系統的穩定性。
21、頻率穩定判據有哪些特點?
答：（1）應用開環頻率特性曲線判斷閉環系統穩定性。
（2）便於研究系統引數和結構改變對其穩定性的影響。
（3）很容易研究包含延遲環節系統的穩定性。
（4）奈氏判據稍加推廣還可以用來分析某些非線性系統的穩定性。
20、簡述奈氏穩定判據
答：如果系統開環特徵根中有個位於虛軸右側，當頻率時，若開環幅相頻率特性曲線逆時針繞（-1,j0)點的轉角為，則系統在閉環狀態下是穩定的。反之，系統閉環後是不穩定的。
21、如果系統開環是穩定的如何用奈氏穩定判據判斷系統的穩定性？
答：如果系統開環是穩定的，即，當頻率時，若開環幅相頻率特性曲線逆時針繞（-1,j0)點的轉角為零，則系統在閉環狀態下是穩定的。反之，系統閉環狀態下是不穩定的。
22、奈氏判據判斷系統穩定性的實際方法是什麼？
答：奈氏判據判斷系統穩定性的實際方法是：假設開環傳遞函式在右半s平面上的極點數目為p，當頻率時，系統的開環幅相曲線包圍臨界點（-1,j0)的圈數n(反時針方向包圍（-1,j0)點時，n為正；順時針方向包圍（-1,j0)點時，n為負），則系統位於右半平面上的閉環極點數目為z的計算公式如下：
z=p-2n
如果z為零，則閉環系統穩定;否則，閉環系統不穩定，具有z個右根。
23、簡述對數頻率穩定判據
答：如果控制系統的閉環特徵方程序正實部根的個數為z，可以根據開環傳遞函式右根個數p和開環對數幅頻特性正值的所有頻率範圍內，對數頻率曲線與線的正負穿越數之差來確定，即：
當z=0時，閉環系統穩定：假如，則閉環系統不穩定，閉環特徵方程正實部根的個數為z。
24、描述系統相對穩定性的物理量有哪些？
答：描述系統相對穩定性的物理量有幅值裕度和相角裕度。
25、幅值裕度的物理意義是什麼？
答：幅值裕度是閉環系統到達不穩定邊緣為止時尚可增加的開環增益的分貝數。
26、相角裕度的物理意義是什麼？
答：相角裕度是在增益交界頻率上，使幅相特性曲線穿過（-1,j0)（即達到臨界穩定狀態）尚可增加的遲後相角量。
27、相角裕度的計算公式是什麼？
答：具有開環傳遞函式的閉環系統的相角裕度計算公式為
由於因此其中為增益交界頻率
28、簡述在bode圖上確定幅值裕度的步驟
答：（1）開環相頻特性曲線穿過線的頻率即為相位交界頻率：
（2）相位交界頻率點作軸的垂線，並求該垂線與對數幅頻特性曲線的交點，此交點對應的縱座標分貝值的反號，即為幅值裕度的分貝數。
24、簡述在bode圖上確定相位裕度的步驟
答:(1)開環對數幅頻特性曲線穿越0db線時的角頻率即為增益交界頻率；
（2）過作軸的垂線並與對數相頻特性曲線相交，查出交點處的縱座標值：
（3）代入公式計算出相位裕度。
第六章控制工作
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