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动态系统建模(下)

一.频率响应的数学推导

参考的学习视频https://www.bilibili.com/video/BV1Qb411W7i2/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.-1&vd_source=1635a55d1012e0ef6688b3652cefcdfe

这部分解答 为什么是用jw替换s

对于一个稳定系统来说,的实部应该小于0,因为x(t)中的实数项是衰减项,当时间t趋向正无穷时,衰减项应该趋向0,因此的实部必须小于0,而虚部由于是和实部的部分在e指数上是相乘的关系,所以跟着会消除,而这项只有虚数,体现为振荡,因此当t趋向无穷时,稳态-------频率响应实际上是稳态响应

现在问题就简化为求解k:

简单来说,频率响应考虑的是将来稳定后的稳定信号,就只需考虑振荡问题,即虚部,上面也说得很清楚了,频率响应就是稳态响应。

二.频率响应和一阶系统

参考学习视频https://www.bilibili.com/video/BV1Rb411M7wv/?spm_id_from=333.788.recommend_more_video.-1&vd_source=1635a55d1012e0ef6688b3652cefcdfe

其实带有低通滤波器性质的系统都会存在一个“容器”,从数学的角度来看积分就是容器,积分的拉氏变换就是,从直观的角度来说,容器提供一种缓冲机制,这种缓冲给系统带来一系列的延迟,从而抵消高速变换输入的影响。

回到|G(jw)|,其实将式子里的倒转变成就是应该高通滤波器,倒退回去可以得到传递函数为

三.二阶系统对初始条件(即无外力下的初始状态)的动态响应

四.二阶系统的单位阶跃响应

这里仅给出欠阻尼系统,其他情况待补充

五.二阶系统的性能分析

然后可以根据不同的指标进行比较评分,画雷达图进行分析

六.二阶系统的频率响应

七.伯德图的理解

总结(加粗的两个是重点!!!)

卷积和单位冲激的理解(参考 上.三)

拉普拉斯变换的意义(参考 上.四)

极点的意义,即如何对应输出x(t)的衰减和振荡(参考 上.四五)

一阶系统的单位阶跃响应,即研究输出x(t)的衰减和振荡--->研究X(s)的极点(参考 上.六)

一阶系统的频率响应,即研究传递函数G(s)的振幅响应|G(jw)|和幅角响应(参考 下.二),至于为什么是jw(参考 下.一)

二阶系统的单位阶跃响应,同理即研究输出x(t)的衰减和振荡--->研究X(s)的极点(参考 下.四)

二阶系统的频率响应,即研究传递函数G(s)的振幅响应|G(jw)|和幅角响应(参考 下.六)

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