查看Bode图有哪些见解?


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在学校学习了该工具之后,鉴于对Bode绘图的重视程度,传闻该工具在工作场所使用的频率,以及使用的频率很少,对我来说,整个Bode绘图的概念仍然让我有些失望它实际上似乎提供了。在分析性地绘制博德图上存在很多争议,但对其解释却很少。这件事与现实生活有什么关系?

大多数Bode图看起来像这样: 在此处输入图片说明

老实说,我对这个情节没有任何印象。博德图告诉我的是,随着频率的升高,在1 Hz的频率上,系统响应出现一个峰值,然后又下降(惊喜)。相位有点难以捉摸,似乎告诉我,信号随着频率的上升而经历更大的延迟。

经验丰富的工程师从这些Bode图中可以得出一些结论。是否有不明显的事情使我无法看到这些波特图的效用?

由于我没有对Bode图进行大量的现实生活工程工作,因此有人可以给我展示一个实际系统的Bode图的示例,该示例实际上提供了一些更有趣的见解吗?


作为对您在学校所学内容的实用性问题的一般回答。您可能是对的,您永远不会在工作中使用Bode图。但是,为此,他们将在稍后教您一些内容,例如运算放大器设计,并且您将需要了解什么是Bode图及其当前难以言喻的含义。通常,工程学位不会对您的日常工作有多大启发。您在这里学习如何学习。
塞缪尔

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我怀疑这个预告片是为了娱乐价值和令人惊叹的因素而设计的。但是波德图很容易理解,可以告诉您直流增益,增益带宽和带宽。您可以通过图形方式测量Q因子。尽管不是确定性的,因为它们可以互相掩盖,所以您大多数时候可以看到有多少个零极点以及它们在哪里。波特图对于稳定性分析不是很好,但是您可以找到相位裕度和增益裕度。
HKOB 2015年

了解Bode图对于使用工具设计过滤器非常重要。
Scott Seidman

Answers:


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Bode提出的Bode稳定性图的主要创新之一是该图渐近线在稳定系统中的行为。这些规则的知识允许仅通过操纵渐近线来进行补偿。比诸如极点放置的数学技术简单得多。

我想到了一些主要的问题(但这并不是详尽的清单):

  1. 当幅度在大于“相位” = 180度的频率范围内从> 0dB到<0dB时,则系统是稳定的。

  2. 在这种交叉频率下,您的“相位保证金”是您针对未建模延迟的“保险单”。它与系统的不稳定性仅相差20度。

  3. 幅度下降和相位上升意味着非最小相位系统(RHP零)。

  4. 分频点的1斜率(-20dB / dec)稳定,等于-90度。(实际上,根据Bode定理,幅度是相位的积分)。

  5. 可以通过在分频器附近以1斜率交叉来适当补偿落在2斜率(幅度)的二阶系统。


对点(1)的评论:....系统稳定。我的问题:哪个系统?您忘了提及此稳定性标准仅与系统LOOP GAIN相关!您可以构造所有系统的BODE图-但是,如果将其用于稳定性检查,则必须显示环路增益(幅值和相位)。
LvW

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波特图代表了更大的图景。更大的图是零极点图:-

在此处输入图片说明

前三幅图像(所有波德图)为您提供了二阶低通滤波器的不同示例。左下方的图片为您提供了更大的图片-它结合了波德图和零极点图,即3D。右下方是从上方俯视3D图像的视图-这是我提到的零极点图,其中包含系统或滤波器的所有数学信息。

波特图是零极点图的简化,但重要的是,它直接显示了振幅(或振幅)和频率(jw)对滤波器(或系统)的响应。

如果现在其中一些概念太难了,那是可以理解的。


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波特与零极点图相结合是我从未见过的
卡洛斯-猫鼬-危险

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从您的Bode图(或“频率响应”可能是一个更具描述性的术语),仅通过粗略检查就可以看出:系统是2阶的(因为高频衰减为40dB /十倍);阻尼不足(因为它有一个共振峰);可能具有1rad / sec的固有频率(因为谐振峰值略低于1 rad / sec);DC增益约为6dB(相当于“直”增益约为2);谐振峰值比直流电平高约7或8dB,因此阻尼系数在0.1到0.2之间,例如0.15,因此系统被轻微阻尼。带宽约为1.2rad / sec。

因此,闭合传递函数的估计为:

Gs=2s2+0.3s+1

通过此传递函数,您可以确定对任何确定性输入信号的时域响应,例如脉冲,阶跃,斜率,再加上频率响应,可以使您深入了解现实世界中系统的性能。


您还可以从高频的180度相位滞后中得到两个极点,并且形状表明没有零,或者至少没有取消的零(因为在任何地方都没有增加20 dB /十年的斜率)
Scott Seidman
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