频率响应法--极坐标图
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式(5-41)所示的是一簇斜率为 的直线,且在
处,
,如图5-23所示。由式(5-41)求得,这些不同斜率的直线通过0dB-44)中的1和
项,则得
上式表示 的高频渐近线为一斜率
的直线。不难看出,两条渐近线相交于
。
称为振荡环节的转折频率。基于实际的对数幅频特性既与频率
和
有关,又与阻尼比
有关,因而这种环节的对数幅频特性曲线一般不能用其渐近线近似表示,不然会引起较大的误差。图5-25所示。由图可见,
值越小,对数幅频曲线的峰值就越大,它与渐近线之间的误差也就越大。
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图5-24 二阶振荡环节的对数幅频特、渐近线和相角曲线 |
将式(5-43)的幅值表达式写为
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令
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显然,如在某一频率时, 有最小值,则
便有最大值。把式(5-46)改写为
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下面针对不同的 值范围,讨论在什么条件下,式(5-44)会有峰值出现,这个峰值和相应的频率应如何计算。
(1) 时
从式(5-47)中看出,当 时,
有最小值,即
有最大值,这个最大值称为谐振峰值,用
表示之。基于
值为
,由式(5-26所示。产生谐振峰值时的频率叫谐振频率,用
表示,它的值为
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由上式可见,当 趋于零时,
就趋向于
。当
时,
总小于有阻尼自然频率
。
(2) 时
此时可将式(5-46)改写为
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不难看出,由于 随着

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