Теория автоматического управления




Частотные характеристики


Если на вход линейной непрерывной системы (или отдельного звена) подать синусоидальные (гармонические) колебания с постоянными амплитудой и частотной

, то после затухания переходных процессов на выходе также возникают синусоидальные колебания
с той же частотой, но с другой амплитудой и сдвинутые по фазе относительно входных колебаний. Как известно из курса "Основы теории цепей, часть 1", синусоидально изменяющиеся величины удобно изображать с помощью комплексных амплитуд. Комплексные амплитуды рассматриваемых здесь входных и выходных колебаний можно записать как
и

Подавая на вход системы гармонические колебания с постоянной амплитудой, но различными частотами, на выходе системы тоже получаем гармонические колебания с теми же частотами, но различными амплитудами и фазами относительно входных колебаний.

Введем в рассмотрение отношение комплексных амплитуд выходных и входных колебаний:

(2.6)

Функция

называется комплексной частотной и получается чисто формально, без каких-либо вычислений, путем замены в выражении передаточной функции переменной р на переменную
:

(2.7)

В различных формах записи функцию

можно представить в следующем виде:

(2.8)

где

и
- действительная и мнимая части комплексной частотной функции,

и
- модуль и аргумент комплексной частотной функции.

При фиксированном значении частоты

комплексную частотную функцию можно изобразить вектором на комплексной плоскости, как показано на рис.2.7.

Рис.2.7

Изменение частоты приведет к изменению величины и расположения вектора на комплексной плоскости, а конец вектора опишет некоторую траекторию. Геометрическое место концов векторов комплексной частотной функции при изменении частоты от нуля до бесконечности называется амплитудно-фазовой частотной характеристикой (АФЧХ).

В свою очередь все величины, представленные в (2.8), являются соответствующими частотными функциями, а построенные по выражениям для функций графики - частотными характеристиками.

называется вещественной частотной, а
- мнимой частотной характеристикой.




Содержание  Назад  Вперед