发布网友 发布时间:2023-06-23 12:03
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热心网友 时间:2023-10-10 17:05
伯德图是系统频率响应的一种图示方法。伯德图由幅值图和相角图组成,两者都按频率的对数分度绘制,故伯德图常也称为对数坐标图。
做伯德图时采用折线近似的方法画出的对数频率特性。画波特图时,分三个频段进行,先画幅频特性,顺序是中频段、低频段和高频段。将三个频段的频率特性合起来就是全频段的幅频特性,然后再根据幅频特性画出相应的相频特性来。
伯德图可以用电脑软件(如MATLAB)或仪器绘制,也可以自行绘制。利用伯德图可以看出在不同频率下,系统增益的大小及相位,也可以看出增益大小及相位随频率变化的趋势,还可以对系统稳定性进行判断。
伯德图的图形和系统的增益,极点、零点的个数及位置有关,只要知道相关的资料,配合简单的计算就可以画出近似的伯德图,这是使用伯德图的好处。
伯德图是由贝尔实验室的荷兰裔科学家亨Bode,H.W. 在1940年提出。Bode发明了一种简单但准确的方法绘制增益及相位的图,这样的图后来也就称为了伯德图。
伯德图是线性非时变系统的传递函数对频率的半对数坐标图,其横轴频率以对数尺度(log scale)表示,纵坐标幅值或相角采用线性分度,利用伯德图可以看出系统的频率响应。
伯德图绘制的具体步骤:
1、确定系统开环增益K KK,并计算20 lg K 20\lg{K}20lgK;
2、确定各个具有转折频率环节的转折频率,标在坐标轴上;
3、在坐标轴上找出横坐标 ω = 1 \omega =1ω=1,纵坐标为 20 lg K 20\lg{K}20lgK的A点;
4、过A点做一直线,使其斜率等于-20vdB/十倍频程。当v=0, v=1, v=2时,斜率分别是(0,-20,-40)/十倍频程;
5、从低频段第一个转折频率开始做斜直线,该直线的斜率等于过A点直线的斜率加这个环节的斜率(惯性环节加-20,振荡环节加-40,一阶微分环节加+20的斜率),这样过每一个转折频率都要进行斜率的加减;
6、频段最后的斜线的斜率应等于-20(n-m) dB/十倍频程;
7、若系统中有振荡环节,当 ξ < 0.4 \xi<0.4ξ<0.4 时,需对L ( ω ) L(\omega)L(ω)进行修正。