Как найти запас по усилению и фазе из передаточной функции без графика Найквиста или Боде

Учитывая передаточную функцию L(s) как отношение полиномов s, я знаю, что мы можем найти запас по усилению (GM) и запас по фазе (PM), используя график Найквиста или Боде.

Из сюжета Найквиста:

  1. Найдите точку, в которой график Найквиста для L(jw) пересекает отрицательную ось x, тогда GM=1/|L(jw)| в таком случае.
  2. Нарисуйте круг из начала координат с радиусом 1 и найдите пересечение графика Найквиста L (jw) с единичным кругом. PM — это наименьший угол, на который требуется повернуть график Найквиста по часовой стрелке, чтобы эта точка пересечения коснулась -1 по оси x.

Из сюжета Боде: вот ответ .

Вопрос: Допустим, я не могу строить графики Найквиста и Боде, но мне нужно найти GM и PM.

  1. Есть ли способ найти точный GM и PM?
  2. Есть ли простой способ аппроксимировать его?
В каком формате у вас L(s)? Как отношение полиномов sили как справочная таблица частоты по отношению к усилению и частоты по отношению к фазе или в каком-либо другом формате? Пожалуйста, дайте образец в вопросе.

Ответы (1)

Точное определение запаса по усилению и запаса по фазе требует от нас найти корни многочленов с "=" 0 + Дж ю 1 , построенный из полиномов числителя и знаменателя передаточной функции.

Нахождение точных корней многочлена высокого порядка невозможно AFAIK. Но можно найти корни до очень и очень точных значений с помощью численных методов. Программное обеспечение для численного анализа часто имеет rootsфункцию, которую можно использовать для численного поиска корней.

Например, чтобы найти запас по фазе, уравнение для нахождения коэффициента усиления по частоте перехода имеет следующий вид:

| Н ( с ) | | Д ( с ) | "=" 0

Где Н , Д являются полиномами числителя и знаменателя передаточной функции разомкнутого контура.

Если разрешено использовать Matlab, вы можете напрямую использовать allmarginкоманду, если известна передаточная функция или какое-либо другое представление системы.

Есть ли простой способ.

Вы, вероятно, можете уменьшить порядок системы и сделать полиномы более низкими. Но если вы используете быстрый компьютер, это может не стоить усилий.

1 с "=" о + Дж ю и лежит на типичном контуре плоскости s.

В любом вводном учебнике по классической теории управления будут подробно описаны этапы расчета запасов без рисования диаграммы. Это сводится к построению необходимого многочлена, затем нахождению его корней, а затем подстановке корней обратно в передаточную функцию разомкнутого цикла.
Я хочу сформулировать некоторую проблему, например: если L(s) такое, что 1+L(s) стабильно, при каких значениях k мы получим 1+k*L(s) также стабильно. Как называются проблемы такого типа? Я хочу найти некоторые ссылки для чтения
Это существенно отличается от заданного вопроса. Читать по корневому локусу. Этот метод также является численным для передаточных функций высокого порядка. Но хорошо освещено в литературе.
Вы также можете использовать коэффициент усиления для этой цели, упомянутой выше.