1.3　系統(tǒng)頻率特性分析

頻率特性曲線有三種表現(xiàn)形式：對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖、極坐標(biāo)圖和對(duì)數(shù)幅相圖，這三種表示形式的本質(zhì)是不一樣的。本節(jié)主要介紹如何應(yīng)用LabVIEW繪制極坐標(biāo)圖和對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖。

首先了解頻率響應(yīng)選板。這個(gè)子選板中被使用得最頻繁的函數(shù)是用波特圖（CD Bode）、奈奎斯特圖（CDNyquist）和增益相位余量特性圖（CD Gain and Phase Margins）繪制函數(shù)。

（1）CD Bode.vi：

這個(gè)函數(shù)給出了系統(tǒng)的幅度和相位的波特圖曲線，其輸入是一個(gè)開環(huán)模型。可以通過在相應(yīng)的輸出端子上創(chuàng)建指示器來繪制幅頻和相頻曲線。

（2）CD Nyquist.vi：

這個(gè)函數(shù)給出了系統(tǒng)的奈奎斯特曲線。其輸入是一個(gè)開環(huán)模型。當(dāng)你右鍵點(diǎn)擊CD Nyquist的輸出端子時(shí)，彈出的菜單中有一個(gè)額外的選項(xiàng)，用來在前面板上創(chuàng)建奈奎斯特曲線。在輸出上單擊右鍵，并且選擇Create?Special（Indicator）選項(xiàng)。

（3）CD Gain and Phase Margin.vi：

這個(gè)函數(shù)給出了系統(tǒng)的增益和相位余量，同時(shí)還有幅度和相位曲線圖，用來顯示增益和相位余量發(fā)生的位置。

通過下面兩個(gè)例子來說明如何繪制Nyquist圖和Bode圖。

【例1-4】　系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，繪制其開環(huán)Nyquist圖。

解：在建立完傳遞函數(shù)的數(shù)學(xué)模型后，將CD Nyquist.vi函數(shù)連接到傳遞函數(shù)的輸出端，通過Nyquist Plot通道可以得到控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的Nyquist圖程序框圖（見圖1-10），得到的圖形在前面板中顯示如圖1-11所示。

從圖1-11中可以看出，其繪制是從-∞～0、0～+∞的完整的Nyquist圖形曲線。

【例1-5】　單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，繪制閉環(huán)系統(tǒng)的Bode圖。

解：已知系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，需要先求得系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，并將其分子、分母按照降冪排列得其標(biāo)準(zhǔn)形式。

根據(jù)公式（1-2）計(jì)算可得閉環(huán)傳遞函數(shù)為，在建立完傳遞函數(shù)的數(shù)學(xué)模型后，將CDBode.vi函數(shù)連接到傳遞函數(shù)的輸出端，通過波特幅頻和波特相頻通道可以得到控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)的幅度和相位波特圖程序框圖（見圖1-12），得到的幅頻和相頻曲線Bode圖在前面板中顯示如圖1-13所示。