1、第 5章 频率响应法1时域响应法 : 分析线性系统的过渡过程, 以时间 t为独立变量, 通过阶跃输入作用下系统的瞬态时间响应来研究系统的性能;依据的数学模型为 G(s)频率响应法 : 以频率 为独立变量, 通过分析不同谐波输入时系统的稳态响应来研究系统的性能 ;依据的数学模型为 G(j)频域响应法的基本思想 :把系统输入看成由许多不同频率的正弦信号组成,输出是系统对不同频率信号响应的总和。5.1 频率响应的概念频率响应 ( frequency response )线性定常系统对谐波输入信号 xi(t)=Xisint的稳态响应。2频率响应(稳态输出)进行 laplace逆变换,整理得与输入信号的
2、幅值成正比 与输入同频率,相位不同3 同频率 幅值比 A() 相位差 () 的 非线性 函数(揭示了系统的频率响应特性 )输入 xi(t)=Xisint 稳态输出(频率响应) xo(t)= Xi A() sint+ ()45幅频特性 : 稳态输出与输入谐波的 幅值比描述系统对于不同频率的输入信号在稳态情况下的衰减或放大特性。相频特性 : 稳态输出与输入谐波的 相位差 ()描述系统的稳态输出对于不同频率的正弦输入信号的相位滞后( 0)的特性。 频率特性 (frequency characteristic):对系统频率响应特性的描述。6频率特性的求法 (1)频率响应 频率特性 如例 1,系统的传递函数为所以故系统的频率特性为或表示为7稳态输出(频率响应)8(2)传递函数 频率特性 【 例 2】 求例 1的频率特性和频率响应。因此因此系统的频率响应为系统的频率响应为将 G(s)中 的 s换成 j,得到频率特性 G(j)。系统的频率特性为9系统传递函数 频率特性微分方程一个系统可以用 微分方程 或 传递函数 来描述,也可以用 频率特性 来描述。10【 例 】 图示机械系统,已知 k=10N/m, c= 10N s/m,分别求 和 时位移 的频率响应。解 :系统的动力学方程为