什么是频域分析？

Question

如题所述

Answer 1

频域分析是研究控制系统的一种工程方法。是在频域范围内应用图解分析法评价系统性能的一种工程方法。

频域分析，频率特性可以由微分方程或传递函数求得，还可以用实验方法测定。频域分析法不必直接求解系统的微分方程，而是间接地揭示系统的时域性能，它能方便地显示出系统参数对系统性能的影响，并可以进一步指明如何设计校正。

频域分析法是应用频率特性研究线性系统的一种图解方法。频率特性和传递函数一样，可以用来表示线性系统或环节的动态特性。建立在频率特性基础上的分析控制系统的频域法弥补了时域分析法中的不足，因而获得了广泛的应用。

所谓频率特性是系统的频率响应与正弦输入信号的复数比。而频率响应是指系统在正弦输入信号作用下，线性系统输出的稳态分量。控制系统及其元部件的频率特性可以运用分析法和实验方法获得，并可用多种形式的曲线表示，因而系统分析和控制器设计可以应用图解法进行。

频率特性物理意义明确。对于一阶系统和二阶系统，频域性能指标和时域性能指标有确定的对应关系；对于高阶系统，可建立近似的对应关系。控制系统的频域设计可以兼顾动态响应和噪声抑制两方面的要求。

频域分析法的优势主要体现在：

1、频率特性虽然是一种稳态特性，但它不仅仅反映系统的稳态性能，还可以用来研究系统的稳定性和瞬态性能，而且不必解出特征方程的根。

2、频率特性与二阶系统的过渡过程性能指标有着确定的对应关系，从而可以较方便地分析系统中参量对系统瞬态响应的影响。

3、线性系统的频率特性可以非常容易地由解析法得到。

4、许多元件和稳定系统的频率特性都可用实验的方法来测定，这对于很难从分析其物理规律着手来列写动态方程的元件和系统来说，具有特别重要的意义。

5、频域分析法不仅适用于线性系统，也可以推广到某些非线性系统的分析研究中。