一、Bode图与Nyquist图的对应关系
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如图1所示,
图与
图之间存在如下对应关系:
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1.极坐标图上的单位圆相当于
图上的0分贝线,即对数幅频特性图的横坐标轴。
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2.极坐标图上的负实轴线相当于
图上的-180o线,即对数相频特性图的横坐标轴。 本文来自www.eadianqi.com
图中,
为
轨迹与单位圆交点处的频率,即对数幅频特性曲线与横轴交点的频率,亦即输入与输出幅值相等时的频率(开环输入与输出的量纲相同),称为剪切频率或幅值穿越频率、幅值交界频率;
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为
轨迹与负实轴交点的频率,即对数相频特性曲线与横轴交点的频率,称为相位穿越频率或相位交界频率。
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图1
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二、穿越的概念 本文来自www.eadianqi.com
开环频率特性
轨迹在
点以左穿越负实轴称为“穿越”。若沿频率
增加的方向,开环
轨迹自上而下穿越
以左的负实轴称为正穿越;反之,称为负穿越。若沿频率
增加的方向,开环
轨迹自
以左的负实轴开始向下称为半次正穿越;反之,若沿频率
增加的方向,开环
轨迹自
以左的负实轴开始向上称为半次负穿越。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
对应于
图上,在开环对数幅频特性为正值的频率范围内,沿
增加的方向,对数相频特性曲线自下而上穿越-180o线为正穿越;反之,称为负穿越。若对数相频特性曲线自-180o线开始向上,称为半次正穿越;反之,若对数相频特性曲线自-180o线开始向下,称为半次负穿越。
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三、Bode判据 本文来自www.eadianqi.com
设系统开环传递函数在[s]平面的右半平面的极点数为
,则对应的闭环系统稳定性判据是:在Bode图上,当
由0变到
时,在开环对数幅频特性为正值的频率范围内,开环对数相频特性对
线正穿越的次数 与负穿越的次数之差为
时,闭环系统稳定;否则,闭环系统不稳定。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
当系统开环稳定(
=0)时,若开环对数幅频特性比其对数相频特性先交于横轴,即
,则闭环系统稳定;若开环对数相频特性比其对数幅频特性先交于横轴,即
,则闭环系统不稳定;若
,则闭环系统临界稳定。 本文来自www.eadianqi.com
若开环对数幅频特性对横轴有多个剪切频率,则取最大的那个来判定系统的稳定性。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有