转折频率的求法主要取决于系统的类型和分析方法。以下是几种常见的求法:
一阶系统
对数幅频特性曲线法:一阶系统的对数幅频特性曲线可以近似看做由两条直线组成,其中一条直线的斜率为-20dB/dec,对应的频率即为转折频率ω=1/T,T为系统的时间常数。
二阶系统
对数幅频特性曲线法:二阶系统的对数幅频特性曲线也可以近似看做由两条直线组成,其中一条直线的斜率为-40dB/dec,对应的频率即为转折频率ω=ω′,ω′为二阶系统的无阻尼自然振荡角频率。
时间常数法
高频等效电路法:通过分析系统的开路时间常数,可以求得转折频率。具体方法是通过将系统的开路时间常数与系统的其他参数相结合,得出转折频率的表达式。例如,对于高频等效电路,转折频率可以通过电容C的开路时间常数来估算。
低频等效电路法:通过分析系统的低频等效电路,也可以求得转折频率。这通常涉及到将系统转换为等效电路模型,并计算出转折频率。
对数坐标图法
对数坐标图法:通过对数坐标图,可以直接读取两条渐近线的交点频率,这个频率即为转折频率。对数坐标图法计算简单,绘图容易,并能直观地表现开环增益、时间常数等参数变化对系统性能的影响。
傅里叶变换法
傅里叶变换法:通过傅里叶变换,可以将信号分解为无穷次正弦波的谐波叠加形式。转折频率表示包含信号能量95%的频谱的截至点,即谐波能量累加占总能量95%的谐波次数值。这种方法可以将速度与频率联系在一起。
建议
选择合适的方法:根据系统的具体类型和分析需求,选择最合适的求法。对于一阶和二阶系统,对数幅频特性曲线法较为简单直接;对于更复杂的系统,可以考虑使用时间常数法或对数坐标图法。
注意精度:不同的方法适用于不同的精度要求,选择方法时要考虑所需的精度和计算复杂度。
实际应用:在实际应用中,可能需要结合多种方法来验证和确定转折频率的准确性。