[发明专利]一种幅频特性曲线的绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，具体讲是用于自动控制系统的一种幅频特性曲线的绘制方法。

背景技术

自动控制系统的频率响应特性是分析系统的快速性和稳定性的重要手段之一，也是经典控制理论里的核心分析方法。频率响应特性包括幅度响应和相位响应，反映在曲线上，就是幅度频率曲线和相位频率曲线。幅度频率曲线也称为幅频特性曲线。

现有技术中绘制自动控制系统的幅频特性曲线一般都以下几种方案：方案(1)通过数学建模获得系统的传递函数来分析，这种方案一般在系统设计时用来分析理想情况下系统的幅频特性，但是在实际工程中系统的模型以及传递函数很难精确获得，因此该方案不适用于实际工程应用；方案(2)购买昂贵的扫频仪设备，通过扫频的方式来获得系统的幅频特性曲线，采用这种方案，市场上的扫频仪价格昂贵，体积庞大，操作不便；方案(3)通过正弦波扫频实验的方式近似测得系统的幅频特性，这种测试需要接口支持，而且需要一个频率一个频率地进行输入然后测得输出，费时费力，难以在实际工程应用中推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种测试时间大大缩短，而且过程简单，实现成本较低的一种幅频特性曲线的绘制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种幅频特性曲线的绘制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1：选取k个不同频率下的正弦信号，即i＝1,2,…k，其中A_i表示幅值，表示相位；

步骤2：利用步骤1中的不同频率信号分量，合成激励源信号x(t)，即

步骤3：将合成的激励源信号x(t)做为自动控制系统H(s)的输入源，并测得相应的输出信号y(t)，在测激励源信号x(t)以及输出信号y(t)时，选取信号的采样频率为F_s，采样的数据总数为N；

步骤4：利用离散傅里叶公式求得激励源信号x(t)和输出信号y(t)在不同频率f_i，i＝1,2,…k，的正弦分量幅值，即

Sin X(i)=Σn=1Nx(n)sin(2πfin/N),Cos X(i)=Σn=1Nx(n)cos(2πfin/N),]]>