Một số hiểu biết từ việc nhìn vào lô Bode là gì

Sau khi nghiên cứu vấn đề này ở trường, toàn bộ khái niệm về một âm mưu Bode dường như vẫn còn một chút thất vọng đối với tôi về mức độ nhấn mạnh của nó, mức độ thường xuyên sử dụng công cụ này ở nơi làm việc và mức độ ít nó thực sự có vẻ để cung cấp. Phần lớn ado được đặt vào cách phân tích vẽ sơ đồ Bode, nhưng rất ít nói về cách giải thích của nó. Làm thế nào điều này liên quan trở lại với cuộc sống thực?

Hầu hết các lô Bode trông như thế này:

Thành thật mà nói tôi không phải là người ít ấn tượng nhất với cốt truyện này. Tất cả những gì âm mưu Bode đang nói với tôi là khi tần số tăng lên, ở tần số 1 Hz, có một cực đại trong phản ứng của hệ thống, sau đó nó sẽ giảm xuống sau đó (bất ngờ ngạc nhiên). Pha này khó hiểu hơn một chút, dường như cho tôi biết rằng tín hiệu trải qua độ trễ lớn hơn khi tần số tăng.

Một số kết luận mà một kỹ sư giàu kinh nghiệm có thể nhìn thấy khi nhìn vào các lô Bode này. Có những thứ không rõ ràng đang cản trở tôi nhìn thấy tiện ích của các lô này?

Vì tôi chưa thực hiện nhiều công việc kỹ thuật thực tế với âm mưu Bode, ai đó có thể vui lòng cho tôi xem một ví dụ về âm mưu bode của một hệ thống thực sự cung cấp một số hiểu biết thú vị hơn không?

Một trong những cải tiến chính mà Bode đề xuất với các lô Bode Stability là cách các biểu đồ tiệm cận hoạt động cho các hệ thống ổn định. Một kiến ​​thức về các quy tắc này cho phép bồi thường chỉ bằng cách thao túng các tiệm cận. Đơn giản hơn nhiều so với các kỹ thuật toán học như vị trí cực.

Một số mục chính nảy ra trong đầu (nhưng nó không phải là một danh sách đầy đủ):

1. Khi cường độ vượt từ> 0dB đến <0dB ở tần số thấp hơn Pha = 180 độ thì hệ thống ổn định.

2. Ở tần số chéo này, Giai đoạn ký quỹ của bạn là "chính sách bảo hiểm" chống lại sự chậm trễ không được điều chỉnh. Nó chỉ 20 độ không ổn định cho hệ thống của bạn.

3. Độ lớn giảm và pha tăng hàm ý hệ thống pha không tối thiểu (số 0 RHP).

4. Độ dốc 1 (-20dB / dec) khi giao nhau ổn định và tương đương với -90 độ. (Trong thực tế, độ lớn là tích phân của pha theo Định lý Bode).

5. Một hệ thống bậc 2 rơi ở độ dốc 2 (độ lớn) có thể được bù đầy đủ bằng cách vượt qua tại độ dốc 1 trong vùng lân cận của giao cắt.

Cốt truyện bode là một đại diện của bức tranh lớn hơn. Bức tranh lớn hơn đó là biểu đồ cực không: -

Ba hình ảnh trên cùng (tất cả các sơ đồ bode) cung cấp cho bạn các ví dụ khác nhau về bộ lọc thông thấp thứ 2. Hình dưới cùng bên trái cho bạn thấy bức tranh lớn hơn - nó kết hợp biểu đồ bode với sơ đồ cực không, tức là 3D. Dưới cùng bên phải là chế độ xem hình ảnh 3D nhìn từ trên xuống - đây là sơ đồ cực không tôi đã đề cập và nó chứa tất cả thông tin toán học cho một hệ thống hoặc bộ lọc.

Biểu đồ bode là sự đơn giản hóa của sơ đồ cực 0, nhưng quan trọng là nó cho bạn thấy trực tiếp đáp ứng của bộ lọc (hoặc hệ thống) về biên độ và tần số (jw).

Nếu một số khái niệm này quá khó ngay bây giờ thì điều đó có thể hiểu được.

Từ biểu đồ Bode của bạn (hoặc 'đáp ứng tần số' có lẽ là một thuật ngữ mô tả nhiều hơn), chỉ bằng cách kiểm tra chữ thảo, có thể thấy rằng: hệ thống là bậc 2 (vì mức giảm tần số cao là 40dB / thập kỷ); dưới áp lực (vì nó có cực đại cộng hưởng); có thể có tần số tự nhiên là 1rad / giây (vì đỉnh cộng hưởng thấp hơn một chút so với 1 rad / giây); Có mức tăng DC khoảng 6dB (tương đương với mức tăng 'thẳng' khoảng 2); đỉnh cộng hưởng là khoảng 7 hoặc 8dB so với mức DC, do đó hệ số giảm chấn nằm trong khoảng từ 0,1 đến 0,2, tức là 0,15, do đó hệ thống bị ẩm nhẹ; và băng thông khoảng 1,2rad / giây.

Do đó, ước tính của hàm truyền kín là:

Từ chức năng chuyển này, bạn có thể xác định đáp ứng miền thời gian cho bất kỳ tín hiệu đầu vào xác định nào, chẳng hạn như xung, bước, đường nối, cùng với đáp ứng tần số, cung cấp nhiều thông tin chi tiết về hiệu suất của hệ thống trong thế giới thực.