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稳定性随随记

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本帖最后由 一个拥抱 于 2021-5-31 14:25 编辑

相位裕度
1)电路设计中是非常重要的一个指标,主要用来衡量负反馈系统的稳定性,并能用来预测闭环系统阶跃响应过冲。一个性能良好的控制系统,其相位裕度应具有45°左右的数值。
2)相位裕度可以看作是系统进入不稳定状态之前可以增加的相位变化,相位裕度越大,系统越稳定,但同时时间响应速度减慢了,因此必须要有一个比较合适的相位裕度。
3)
(WC是截止频率)




增益裕度
1)增益裕度是以相位为裕度是-180度时的增益为准进行计算。
2)

(WX是穿越频率)
3)当h>1或者h>0dB时,系统稳定;
当h=1或者h=0dB时,系统临界稳定;
当h<1或者h<0dB时,系统不稳定;





增益裕度与相位裕度
1)传统的增益裕度与相位裕度是经典频域控制理论中的重要概念,能够直观在奈奎斯特图波德图上表示出来,是衡量闭环控制系统鲁棒性的重要性能指标。
2)他们分别表示控制系统保持稳定条件下所能承受的最大增益扰动和最大相位扰动,以克服控制回路中存在的干扰和对象不确定性。
3)
(下图非常直观的可以看出h和r)



开环伯德图能提供的信息
1)开环频率响应,进而可以通过图解法求得闭环频率响应
2)稳定性特性——幅值裕度、相位裕度
3)开环传递函数低频幅值越大,指令跟踪效果越好,低频扰动抑制能力越好,这就需要较大的穿越频率以及低频段较缓的幅频曲线斜率;
4)大于截止频率的高频段,幅值越小,对高频噪声的抑制能力越好,这就需要高频段幅频曲线斜率较陡;


闭环伯德图提供的主要信息有
1)幅值峰值
2)峰值频率
3)系统带宽 (-3dB对应频率)









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