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相对稳定性保障控制系统有效运行的关键性质

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在设计控制系统时,不仅要求系统是稳定的,而且希望系统还必须具有适当的稳定性储备。频域中通常用相位裕量γ和幅值裕量Kg来表征系统的稳定程度。图4-44相位裕量γ和幅值裕量Kg正相位裕量和正幅值裕量;负相位裕量和负幅值裕量图4-44中,G(jω)H(jω)曲线与单位圆相交时的频率ωc称为幅值交界频率。

相对稳定性保障控制系统有效运行的关键性质

在设计控制系统时,不仅要求系统是稳定的,而且希望系统还必须具有适当的稳定性储备。从奈氏判据可知,若系统开环传递函数没有[s]平面右半平面的极点,且闭环系统是稳定的,开环系统的奈氏图离(-1,j0)点越远,则闭环系统的稳定程度越高,开环系统的奈氏图离(-1,j0)点越近,则闭环系统的稳定程度越低,这就是通常所说的相对稳定性,通过奈氏图对点(-1,j0)的靠近程度来度量。频域中通常用相位裕量γ和幅值裕量Kg来表征系统的稳定程度。

相位裕量γ和幅值裕量Kg在开环奈氏图和开环Bode图上的定义如图4-44所示。可以看出,这两个指标一起确定了开环频率特性G(jω)到(-1,j0)点的距离。

图4-44 相位裕量γ和幅值裕量Kg(www.xing528.com)

(a)正相位裕量和正幅值裕量;(b)负相位裕量和负幅值裕量

图4-44中,G(jω)H(jω)曲线与单位圆相交时的频率ωc称为幅值交界频率。当ω=ωc时,在Bode图上ωc对数幅频特性曲线与0 dB线相交时的频率。ωc也称幅值穿越频率及开环截止频率、开环剪切频率。

ωg称作相位交界频率。当ω=ωg时,∠G(jω)H(jω)=-180°。此时开环奈氏图与负实轴相交。在Bode图上对数相频特性曲线在ωg处穿过-180°线,ωg也称相位穿越频率。

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