2025年3月22日(自动控制原理)
这张图片展示的是自动控制原理中的伯德图(Bode Plot),用于分析控制系统的频率响应特性。以下是关键信息的解析:
核心概念
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伯德图构成
- 幅频特性曲线(纵轴:dB,横轴:对数频率ω):图中标注的“-20dB/dec”表示幅值以每十倍频程下降20分贝,对应一阶惯性环节(如极点P)的幅频响应。
- 相频特性曲线(纵轴:相位角∠G,横轴:对数频率ω):标注的“-45°”表明在极点频率处相位滞后45度,整体相位随频率增加逐渐趋近-90°。
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符号含义
- G(s):系统开环传递函数。
- P(极点):分母多项式根,导致幅频特性下降和相位滞后。
- ω(角频率):分析系统响应的频率范围,可能涉及截止频率(如ω_c)或极点频率(ω_p)。
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关键标注
- -20dB/dec:幅频曲线斜率,表明系统含有一个极点(一阶系统)。
- 相角-45°:在极点频率处相位滞后45°,是判断系统稳定性的重要指标(相位裕度)。
应用场景
这是典型的控制系统稳定性分析图,用于:
- 判断系统稳定性(通过相位裕度、幅值裕度)。
- 设计校正网络(如PID控制器),调整系统动态响应。
- 分析极点/零点对系统性能的影响(如超调量、调节时间)。
延伸知识
- 相位裕度:当幅频曲线穿过0dB时对应的相位角与-180°的差值,决定系统相对稳定性。
- 斜率规则:每增加一个极点,幅频曲线斜率下降20dB/dec,相位滞后90°;零点则相反。
如果需要进一步分析图中具体参数(如极点位置、增益调整),可以提供更清晰的图像或补充标注细节。