已知某系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性如下圖所示,試確定其開環(huán)傳遞函數(shù)。
根據(jù)對數(shù)幅頻特性曲線,可以寫出開環(huán)傳遞函數(shù)的表達形式如下:
根據(jù)對數(shù)頻率特性的坐標特點有,可以確定開環(huán)增益。
根據(jù)相頻特性的變化趨勢(-270°-> -90°),可以判定系統(tǒng)為非最小相角系統(tǒng)。
G(s)中一階復合微分環(huán)節(jié)和慣性環(huán)節(jié)至少有一個是“非最小相角”的,將系統(tǒng)可能的開環(huán)零點極點分布畫出來,如下表所示:
分析相角的變化趨勢,可見,只有當慣性環(huán)節(jié)極點在右半s平面,一階復合微分環(huán)節(jié)零點在左半s平面是,相角才符合從-270°到-90°的變化規(guī)律。因此可以確定系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為:
對于最小相角系統(tǒng),對數(shù)幅頻特性與對數(shù)相頻特性之間存在唯一確定的對應關系,根據(jù)對數(shù)幅頻特性就完全可以確定相應的對數(shù)相頻特性和傳遞函數(shù),反之亦然。由于對數(shù)幅頻特性容易繪制,所以在分析最小相角系統(tǒng)時,通常只畫其對數(shù)幅頻特性,對數(shù)相頻特性則只需概略畫出,或者不畫。
根據(jù)該傳遞函數(shù)模型,在北太真元搭建最小相角系統(tǒng)模型如下圖所示:
設置仿真參數(shù):
從上到下,傳遞函數(shù)參數(shù)依次為:
num = [1];den = [1 0];
num = [1 1];den = [1 -1];
仿真時長:10s;步長0.01s;求解器:ode4
得到的仿真結果,如下圖所示: