利用MATLAB确定幅值裕度和相角裕度:margin命令
运用函数margin
能够直接在伯德图上确定系统的相对稳定性指标,同理,与绘制伯德图类似,一种返回参数不绘图,另一种绘图并直接显示出幅值裕度和相角裕度。
何为相对稳定性指标?
-
增益裕度(幅值裕度):G.M.
奈奎斯特图通过
-1+j0
点之前,系统增益容许增加的最大倍数,奈奎斯特图过-1+j0
点为临界稳定系统 -
相角裕度:P.M.
指系统失稳前,容许附加的滞后相角
令一些参数
-
W c g Wcg Wcg (
freq.for phase
)
相频特性曲线与-180度交点所对应的频率,用来确定(增益)幅值裕度 -
W c p Wcp Wcp(
freq.for gain
)幅频特性曲线与0 d B dB dB线交点所对应的频率,用来确定相角裕度
一个例子:
直接绘图并显示P.M和G.M.
>> num = [0.5];
>> den = [1 2 1 0.5];
>> sys = tf(num,den)
sys =
0.5
---------------------
s^3 + 2 s^2 + s + 0.5
Continuous-time transfer function.
>> margin(sys)
返回参数不绘图
这种方式我们要查看P.M.
和G.M.
的时候,就需要调用,比较麻烦。
-
直接通过传递函数求
>> [Gm,Pm,Wcg,Wcp] = margin(sys) Gm = 3.0035 Pm = 48.9534 Wcg = 1.0004 Wcp = 0.6435
-
利用伯德图返回的参数求(与上面等价)
>> [mag,phase,w] = bode(sys) >> [Gm,Pm,Wcg,Wcp] = margin(mag,phase,w) Gm = 3.0000 Pm = 49.3595 Wcg = 1.0000 Wcp = 0.6423
这样,margin
命令即绘制了伯德图,又显示出了幅值裕度和相角裕度,简直不要太方便。
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