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控制系统传递函数(增益与相位裕量)
控制系统传递函数(增益与相位裕量)
产品描述:


KEYWORD:频率响应,增益裕量,相位裕量,穿越频率,零点,波特图,斜率,纳奎斯特图

频率响应分析:

系统对正弦信号的稳态响应特性。稳态是系统的运动在过渡过程结束后的状态。系统的频率响应由幅频特性和相频特性组成。幅频特性表示增益的增减同信号频率的关系;相频特性表示不同信号频率下的相位畸变关系。根据频率响应可以比较直观地评价系统复现信号的能力和过滤噪声的特性。在控制理论中,根据频率响应可以比较方便地分析系统的稳定性和其他运动特性。频率响应的概念在系统设计中也很重要。引入适当形式的校正装置(见控制系统校正方法)可以调整频率响应的特性,使系统的性能得到改善。建立在频率响应基础上的分析和设计方法,称为频率响应法。它是经典控制理论的基本方法之一。在控制工程中 又称为频率特性它是系统对不同频率的正弦信号的稳态响应特性.

波特

波特图是线性非时变系统的传递函数对频率的半对数坐标图,其横轴频率以对数尺度(log scale)表示,利用波特图可以看出系统的频率响应。波特图一般是由二张图组合而成,一张幅频图表示频率响应增益的分贝值对频率的变化,另一张相频图则是频率响应的相位对频率的变化。

波特图又称幅频响应和相频响应曲线图,一般是旋转机械基频上的幅值和相位相对转子转速的直角坐标

波特图

图。做图时采用折线近似的方法画出的对数频率特性。波特图的画法一般画法

画波特图时,分三个频段进行,先画幅频特性,顺序是中频段、低频段和高频段。将三个频段的频率特性(或称频率响应)合起来就是全频段的幅频特性,然后再根据幅频特性画出相应的相频特性来。



哪里领域需要关注频率响应?

1、开关电源的负反馈控制调节。

2、放大器器件及电路需要进行频率响应测量。

3、滤波器需要找到其频率响应曲线,并根据特殊应用找出-3dB/-6dB点的曲线。

4、自动化控制(机器人,工业控制,机床)系统的频率响应曲线。

5、机械陀螺仪的噪声滤波模块频率响应分析


频率特性分析仪广泛应用于电子电气、电化学,机械运动控制、材料分析等领域。通过扫频激励源的驱动,获得被分析回路的幅频特性、相频特性。

  • 控制回路稳定性测试

相位裕量,增益裕量,开路/闭合回路增益,开路/闭合回路带宽

  • 放大器频域分析

增益平坦度,稳定性,带宽

  • 滤波器传输特性

带通增益/平坦度,传输带宽,截止频率的衰减量

  • 传输线分析

传输损耗及反射

  • 电路中模拟信号的分析

积分器,乘法器,差分器等等

  • 变压器特性分析

电感/电容等效器件参数,

  • 燃料电池及电池系统测试

电池系统随频率变化而变化的阻抗特性

  • 材料分析

通过不同点位的随振动频率变化而采集的应变量数据组,分析材料的共振特性


如何测试滤波器、放大器频率响应?

1、MATHCAD 进行软件仿真

2、频响分析仪进行实际测量,得出真实的波特图曲线与数据。

如何测量开关电源的控制环频率响应?


如何测量自动控制系统的整机频率响应用?

频率响应分析仪方案:


1、高精度小信号测量领域:

     N4L PSM1735 /DC-35MHZ/双差分对地10V


2、开关电源及自动控制领域

     N4L PSM1700/DC-1MHZ/50V 对地耐压


3、电力电子及高压电源测试领域

      N4L PSM3750/DC-50MHZ/500V隔离输入



 Comparison table of complete Frequency Response Analyzer Range

green_polo_icon Standard        yellow_polo_icon Option        red_polo_icon Not Available


SFRA45 - Transformer Sweep Frequency Response Analyzer

PSM1700 - High Accuracy 100Vpk Input
PSM1735 – High Accuracy 0.01dB 35MHz
PSM3750 - High Accuracy 50MHz Bandwidth
Basic Accuracy 0.02dB 0.02dB 0.01dB 0.01dB
Phase Accuracy 0.025° 0.02° 0.02° 0.05°
Frequency Range 5Hz ~ 45MHz 10uHz ~ 1MHz 10uHz ~ 35MHz 10uHz ~ 50MHz
Measurement Real Time DFT Real Time DFT Real Time DFT Real Time DFT
IAI Impedance Analysis Option Available
IAI Impedance Analysis Basic Accuracy 0.1% 0.1% 0.1%
LCR Active Head Option Available
LCR Active Head Accuracy 0.2% 0.2%
No. of Channels 2 2 2 2 or 3
True RMS Voltmeter
Oscilloscope
Isolated Generator
Isolated Inputs
Harmonic Analyzer
Power Analyzer
Input Max Voltage 10Vpk 100Vpk 10Vpk 500Vpk
No. of Ranges 9 9 9 16
USB Memory Port
LAN Port
GPIB Port
RS232 Port
Real Time Clock
19in Rack Mount Option
Internal Memory 1000 Records 8000 Records 8000 Records 16000 Records
Dimensions Excl. Feet (HxWxD mm) 305 x 230 x 45 170 x 350 x 250 170 x 350 x 250 92 x 215 x 312
Weight (Instrument) 2.7kg 4kg 4kg 3.3 - 3.5kg


 

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

 可以通过PSMCOMM/FRA SOFT/PSMSOFT 三个选配软件来完成数据转移至PC或其他存储设备


- 电源供应器增益裕量与相位裕量分析

- 滤波器设计与特性量测

- 扬声器与放大器特性测试

- 机械振动特性分析

 



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