[討論] 自動控制相關_Gain Margin、Phase Margin

作者: zxf123 (真彦(まさひこ))   2019-08-09 22:47:02
各位先進、板友,大家好
雖然在學期間,修習過2次自動控制,卻從來沒真的搞懂過
但是無巧不巧進入職場後,又被它難倒了
為求Closed Loop系統穩定,會針對產品進行FRA測試看波德圖
以下關於FRA有幾個疑問,望知悉答案的版友不吝回答或一起討論
1.隨著掃描頻率上升,相位落後增加這點可以用太快跟不上解釋
但是為何增益Gain會變小呢?
2.根據以下影片解釋,系統失控的定義為等效控制方程式的Gain = 無限大
輸入會被無限放大無法收斂,所以要避免G(s) = -1
https://youtu.be/ThoA4amCAX4?t=415
┌──┐
─┬──┤G(s)├──┬─> G(s)
│ └──┘ │ → ──────
│ │ 1 + G(s)
└────────┘
G(s) = -1,必須同時讓波德圖的Gain = 0 dB 且 Phase=180°
看起來指的應該是 1*cos(180°) = -1
我想請問,那麼Gain = 3 dB 且 Phase = 120°難道就不會失控嗎?
2*cos(120°) = 2*(-0.5) = -1
其他還有想問的是極點與零點的物理意義,還有為何極點出現在右半邊會失控
以上 感謝
感謝
作者: book5601 (蒼瀾野獸)   2019-08-10 00:37:00
G(s)=-1,我記得是只要G.M.orP.M.其中一個的條件不穩定,就會不穩定。另外,gain不等於gain margin極點在右半平面的話表示有根是不收斂的
作者: yuleen123 (.......................)   2019-08-10 10:29:00
G(s) 是 open loop, 你看到的波德圖應該是closed loop先想想為什麼我們要從 open loop 來推算 closed loop系統的穩定度, 還有既然知道 closed loop 的系統特性了還需要 open loop 的推算資料嗎從波德圖看 GM 和 PM 有一個前提, 看 GM 時是要看phase在-180度位置時候的增益和 0dB 的差距看 PM 時是要看 gain 在 0dB 位置的時候 phase 和 -180度的差距還有別忘了G(s)是複數喔, 你的3dB 120度例子只有實部為 -1, 虛部並不為 0
作者: infernoking (infernoking)   2019-08-11 04:13:00
剛考完資格考忘得差不多了XDD不過我可以回答最後一題如果pole在右半邊,T.F.=1/(s-a),a是正數那用反laplace可以得到exp(at),隨著時間上升,系統就會趨近於無限大,unstable結案再補充:所有的系統皆可得到poles and zeros也因此皆可以用反laplace得到方程式,只要有任何一個zero在右半邊就會導致系統不穩定喔
作者: weili419 (@台北國)   2019-08-13 08:39:00
問題1因為實際機械系統都有低通濾波特性

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