Bode diagramos skaičiuoklė (stiprinimo ir fazės atsarga)

Įveskite savo reikšmes. Atsakymas ir visas sprendimas atsinaujina jums rašant.

Rezultatas

Stiprinimo atsarga9,542 dB
Fazės atsarga32,61 °
Stiprinimo susikirtimo dažnis0,7494 rad/s
Fazės susikirtimo dažnis1,414 rad/s
Uždaroji kilpastabili (jei atviroji kilpa neturi polių dešiniojoje pusplokštumėje)
ω (rad/s)|G(jω)||G| (dB)fazė (°)
0,0199,9940−90,86
0,0215446,433,33−91,85
0,0464221,5226,65−93,99
0,19,93819,95−98,57
0,21544,51113,09−108,3
0,46421,9045,591−128
10,6325−3,979−161,6
2,1540,133−17,53−202,2
4,6420,01796−34,92−234,5
100,001951−54,19−253
21,540,0001989−74,03−262
46,421,998 × 10⁻⁵−93,99−266,3
1002 × 10⁻⁶−114−268,3

Nubraižykite perdavimo funkcijos G(s), įvestos skaitiklio ir vardiklio koeficientais, Bode diagramą. Skaičiuoklė braižo modulį dB ir fazę priklausomai nuo dažnio, išvardija juos lentelėje ir randa stiprinimo susikirtimo dažnį (|G| = 0 dB), fazės susikirtimo dažnį (fazė = −180°), stiprinimo atsargą ir fazės atsargą.

Bode diagrama

|G(jω)| (dB)0,010,1110100−150−100−50050ωgc​ = 0,7494GM = 9,542 dBfazė (°)0,010,1110100−270−225−180−135−90PM = 32,61°ωpc​ = 1,414ω (rad/s)

Sprendimas žingsnis po žingsnio

Dažninė charakteristika

G(s) = (2)/(s³ + 3s² + 2s)
s = jω: |G(jω)| iš dB = 20·log₁₀|G(jω)|, fazė = arg G(jω)
žemuoju dažniu: G ≈ 1·s-1 → fazė → −90°

Stiprinimo susikirtimas: |G(jω)| = 1 (0 dB)

ω = 0,7494 rad/s: fazė = −147,4° → PM = 180° + (−147,4°) = 32,61°

Fazės susikirtimas: fazė = −180°

ω = 1,414 rad/s: |G| = −9,542 dB → GM = −(−9,542) = 9,542 dB

Stabilumas

Atvirajai kilpai be polių dešiniojoje pusplokštumėje uždaroji kilpa yra stabili, kai abi atsargos teigiamos.

Kaip rasti stiprinimo ir fazės atsargas iš Bode diagramos

  1. Įrašykite s = jω ir apskaičiuokite |G(jω)| dB (20·log₁₀|G|) bei fazę arg G(jω) dažnių intervale.
  2. Stiprinimo susikirtimas ω_gc: kur |G(jω)| = 1, t. y. 0 dB. Fazės atsarga PM = 180° + fazė ties ω_gc.
  3. Fazės susikirtimas ω_pc: kur fazė yra −180°. Stiprinimo atsarga GM = −|G(jω_pc)| dB.
  4. Atvirajai kilpai be polių dešiniojoje pusplokštumėje uždaroji kilpa yra stabili, kai abi atsargos teigiamos.
  5. Tipiniai projektavimo tikslai: fazės atsarga nuo 45° iki 60° ir stiprinimo atsarga ne mažesnė kaip 6 dB.

Klausimai ir atsakymai

Kaip įvesti G(s)?

Surašykite skaitiklio ir vardiklio koeficientus nuo aukščiausio s laipsnio žemyn, trūkstamiems laipsniams rašydami nulius. 2/(s(s + 1)(s + 2)) = 2/(s³ + 3s² + 2s) yra skaitiklis 2 ir vardiklis 1 3 2 0.

Kodėl fazė neapribota −180°…180°?

Fazė išvyniojama: ji kinta tolygiai su dažniu, todėl sistemos su trimis poliais fazė nukrinta iki −270°. Susikirtimas su −180° randamas toje tolydžioje kreivėje.

Kas, jei susikirtimo nėra?

Jei |G| niekada nekerta 0 dB, fazės atsarga begalinė; jei fazė niekada nepasiekia −180°, stiprinimo atsarga begalinė. Pavyzdžiui, pirmos ar antros eilės sistema be vėlinimo turi begalinę stiprinimo atsargą.

Kada atsargos gali klaidinti?

Atvirosios kilpos sistemoms su poliais ar nuliais dešiniojoje pusplokštumėje arba su keliais susikirtimais vien atsargos stabilumo nenusprendžia; naudokite Naikvisto kriterijų. Esant keliems susikirtimams skaičiuoklė nurodo mažiausias atsargas.

Kokie tikslūs rezultatai?

Atsakas apskaičiuojamas tiesiogiai iš kompleksinės perdavimo funkcijos tankiame logaritminiame tinklelyje, o susikirtimai tikslinami pusiaupjovos metodu, todėl dažniai ir atsargos tikslūs daugeliu skaitmenų.

Pasipraktikuokite patys

Praktikuoti temą Bode grafikai ir atsargos

Skaičiuoklė pateikia atsakymą. Per egzaminą jums reikia metodo: praktikuokite jį su naujais uždaviniais, užuominomis ir sprendimais.

</> Įterpti

Nemokamai dėstytojams ir mokykloms: įklijuokite šį kodą į kurso puslapį, LMS ar svetainę. Studentai gali naudotis skaičiuotuvu ir jo sprendimu žingsnis po žingsnio be paskyros.

Daugiau skaičiuoklių