精华内容
下载资源
问答
  • 【自动控制原理】系统带宽
    千次阅读
    2021-01-30 21:41:28

    系统带宽ωB

    定义:控制系统带宽对于低频增益为0dB的系统是指增益降低到-3dB的频率范围

    系统带宽可以体现控制系统性能:

    1. 带宽大的能复现输入信号的频率范围大,同时容易引入高频噪声
    2. 系统阶跃响应速度与带宽大致成正比,调整时间与带宽大致成反比

    另外,开环系统幅频特性增益交界频率(过零频率、穿越频率)(crossover frequency)ωc、闭环系统幅频特性截止频率(带宽)ωB 在一定阻尼比条件下有下面的关系:
    ω B = 1.6 ω c 0.2 ≤ ζ ≤ 0.8 \omega_B = 1.6\omega_c\quad0.2\leq\zeta\leq0.8 ωB=1.6ωc0.2ζ0.8

    更多相关内容
  • PMSM双闭环控制电流环、速度环响应带宽计算
  • 控制系统中"带宽"的理解

    万次阅读 多人点赞 2019-04-17 20:34:40
    带宽频率也称为闭环截止频率,是指当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3dB时,对应的频率,记作wbw_bwb​; 开环截止频率也称为剪切频率,是闭环系统的开环幅频特性中,幅频特性曲线穿越0dB线的频率,记为...

    本文来自对知乎文章如何入门自动控制的一些理解
    首先来看几个概念:

    带宽频率也称为闭环截止频率,是指当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3dB时,对应的频率,记作 w b w_b wb;

    开环截止频率也称为剪切频率,是闭环系统的开环幅频特性中,幅频特性曲线穿越0dB线的频率,记为 w c w_c wc

    开环截止频率与闭环截止频率具有同向性:对一个闭环系统而言,其开环截止频率与闭环截止频率是两个完成不同的物理量,但它们之间又存在一定的相关性,即:开闭截止频率与其单位负反馈的闭环截止频率是同向增大的。且具有如下关系: w b > w c w_b>w_c wb>wc

    下面首先通过一个例子来说明截止频率对系统性能的影响,最后再总结带宽对系统的影响:

    以经典的弹簧阻尼系统为例,首先列写动力学方程:

    m d 2 x d t 2 = F ( t ) − b d x d t − k x m\frac{d^2x}{dt^2}=F(t)-b\frac{dx}{dt}-kx mdt2d2x=F(t)bdtdxkx

    即:惯性力+阻尼力+弹性力=外界激励

    其中 b = 2 b=\sqrt{2} b=2 为阻尼系数, k = 1 k=1 k=1为弹簧弹性系数,将上式写成微分方程的形式:

    X ( s ) F ( s ) = 1 s 2 + 2 s + 1 = w n 2 s 2 + 2 ζ w n s + w n 2 \frac{X(s)}{F(s)}=\frac{1}{s^2+\sqrt{2}s+1}=\frac{w_n^2}{s^2+2\zeta w_ns+w_n^2} F(s)X(s)=s2+2 s+11=s2+2ζwns+wn2wn2

    现在假设用一个交变的正弦力 F ( t ) = F 0 s i n ( w t ) F(t)=F_0sin(wt) F(t)=F0sin(wt)去激励这个弹簧振子,会出现什么响应呢呢?从之前的博客频域分析基础得到的结果:当给LTI系统一个正弦激励时,其响应也是一个正弦,而且频率不变。具体见下图:
    在这里插入图片描述
    改变输入信号的频率,得到的输出信号也只有幅值和相位的变化,信号频率始终不变,如下如所示:
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    我们画出系统的bode图如下:
    在这里插入图片描述
    可以看到,当频率小于 1 r a d / s 1rad/s 1rad/s时,幅值响应增益基本为1,也就是幅值基本和输入一致,相位落后约 0   − 90 d e g 0~-90deg 0 90deg。当频率大于 1 r a d / s 1rad/s 1rad/s时,幅值响应开始迅速衰减,当频率增加至 100 r a d / s 100rad/s 100rad/s时,幅值响应为 − 40 d B -40dB 40dB,也就是输入幅值的1%,相位落后接近180°。

    可见,对于一个一般的线性时不变系统(LTI),系统具有低通特性;
    我们把对应幅值响应 20 l g ∣ A o u t / A i n ∣ = 20 l g ∣ 0.707 ∣ = − 3 d B 20lg|A_{out}/A_{in}|=20lg|0.707|=-3dB 20lgAout/Ain=20lg0.707=3dB时的频率称之为截止频率( w c = 1.27 r a d / s w_c=1.27rad/s wc=1.27rad/s),低于这个频率的系统能通过,高于这个频率的,系统会有较大幅度的过滤,幅值输出很小。特殊地,对于一个二阶系统,当阻尼比 ζ = 1 2 \zeta=\frac{1}{\sqrt{2}} ζ=2 1时,自然频率 w n w_n wn就代表了系统的截止频率。

    举个例子:输入有两个正弦函数组成: u = s i n ( 0.5 w n t ) + s i n ( 10 w n t ) u=sin(0.5w_n t)+sin(10w_n t) u=sin(0.5wnt)+sin(10wnt),一个分量为截止频率一半,另一个分量是截止频率的10倍,观察系统的输出:
    在这里插入图片描述

    由上图可以看出, 0.5 w c 0.5w_c 0.5wc频率的分量能较好的通过,而 10 w c 10w_c 10wc频率分量则基本被过滤掉了。这是两个频率分量的情况,那假如更复杂一些的输入呢?比如常见的阶跃信号:

    首先我们对系统的阶跃响应做频谱分析得到其频谱分布:
    在这里插入图片描述
    由图可知,阶跃函数在所有频率都有分量,而且随着频率的增加,其幅值越来越小,也就是低频下的分量贡献更多。假如现在输入是阶跃函数,那输出会是什么样?
    注意: f ( t ) f(t) f(t) t > 0 t>0 t>0时等同于直流信号,但它又不是纯粹的直流信号,它在 t = 0 t=0 t=0处有跳变,因此其频谱不是仅在 t = 0 t=0 t=0处有一个冲激函数(这对应于信号的直流特性),而且还会含有其它众多的频率分量。)
    我们可以得到系统的阶跃响应如下图:
    在这里插入图片描述
    输出整体来说,基本呈“阶跃”样貌,但是在细节上又有不同。现在,假如改变系统的截止频率:

    w c = 3 r a d / s w_c=3rad/s wc=3rad/s

    在这里插入图片描述

    w c = 10 r a d / s w_c=10rad/s wc=10rad/s
    在这里插入图片描述

    可以看出,随着截止频率的增加,越来越多频率的分量能够通过系统,那输出也就更接近输入信号了。 控制系统中一般闭环系统居多,对闭环系统而言,其截止频率等于带宽;那么,从时域和频域的两个方面来看,系统的带宽(截止频率)越大,时域的响应速度也就越快,系统跟踪输入信号的能力就越强。当带宽无穷大时,系统可以完全复现输入信号,当然这是物理不可实现的。

    展开全文
  • 分析了自适应光学控制系统中闭环带宽与对湍流校正的有效带宽的关系,比较了采用比例积分控制和纯滞后补偿控制的自适应光学控制系统带宽。分析结果认为自适应光学控制系统应当具有较高的有效带宽,较低的闭环带宽,...
  • PID参数变化影响串级主汽温控制系统频率特性。分别分析了比例、积分、微分参数增大时的系统阶跃响应图和波德图,总结了各参数变化对系统响应速度、超调量、稳定性的影响,对高、中、低三种频段幅值和相位的影响,...
  • 系统带宽

    千次阅读 2021-01-18 21:53:04
    1、控制系统带宽一般指闭环系统的bode图中幅频特性曲线下降到-3分贝所对应的频率,注意这里是闭环系统的幅频特性,不是分析稳定性用的开环系统幅频特性。 2、控制系统带宽主要由其闭环传递函数的零极点决定,...

    带宽的定义

    1、控制系统的带宽一般指闭环系统的bode图中幅频特性曲线下降到-3分贝所对应的频率,注意这里是闭环系统的幅频特性,不是分析稳定性用的开环系统幅频特性。

    2、控制系统的带宽主要由其闭环传递函数的零极点决定,反映了当参考信号高于此频率后时,系统将无法以正常幅度跟踪,因而带宽越大,系统能响应的频率也越快。

    3、当相位角变化180时的频率范围就是带宽。在这个范围内,负反馈是不可能变成正反馈的,也就是系统是稳定的。带宽主要是由时间常数决定的。

    并不是带宽越大越好

    系统的带宽反映了系统响应的快速性,也反映了对输入信号的复现能力。如果系统带宽过宽,现实世界的噪声引入系统,造成不利影响。

    稳定裕度(一般指开环系统)

    截止频率(开环)和带宽(闭环)

    两者变化方向相同,值不同。

    阻尼比

    展开全文
  • 二阶系统带宽

    千次阅读 2021-01-06 18:38:55
    下面以典型I型系统为例,计算系统的开环截止频率...其实我们在工程整定时,把ζ = 0.707,也把系统带宽近视看成自然震荡角频率即 (wb≈wc≈wnw_{b}\approx w_{c}\approx w_{n}wb​≈wc​≈wn​)对于二阶系统。 ...

    下面以典型I型系统为例,计算系统的开环截止频率和闭环截止频率。设I型系统为:
    在这里插入图片描述
    1:系统的开环截止频率为
    在这里插入图片描述
    2:系统的闭环截止频率

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    其实我们在工程整定时,把ζ = 0.707,也把系统的带宽近视看成自然震荡角频率即
    w b ≈ w c ≈ w n w_{b}\approx w_{c}\approx w_{n} wbwcwn)对于二阶系统。

    展开全文
  •  当控制系统的幅频特性下降到比零频率幅值低3dB时,所对应的频率为带宽频率,简称带宽。  系统的带宽反应了系统响应的快速性,也反映了对输入信号的复现能力。带宽大,系统的响应越快咯,但是带宽过宽,那么现实...
  • 针对星地相干激光通信,研究了自适应光学的系统带宽对通信性能的影响。对于特定校正阶数的自适应光学系统,得到了系统需求的控制带宽,并对比了同步轨道(GEO)卫星对地链路和低地轨道(LEO)卫星对地链路。结果显示低轨...
  • 伺服系统带宽 原文:https://wenku.baidu.com/view/bde80b1b650e52ea551898ab.html 电机驱动器如何测试? https://zhidao.baidu.com/question/1574946765701375620.html 无论是什么种2113类的电机控制器或...
  • 建立了含驾驶室的商用车十自由度整车数学模型,对安装了驾驶室有限带宽主动悬置的商用车进行模糊控制系统设计,该控制系统全面考虑了驾驶室质心处垂直、俯仰、侧倾方向振动,并采用遗传算法对模糊控制器增益因子进行...
  • 传统SoC总线架构已不能满足新的联网嵌入式设计对高带宽数据流进行实时控制的需求,NetSilicon开发的可编程总线带宽控制系统可以使多个资源同时访问总线,使其既满足应用要求又不会影响其他重要操作的性能。...
  • 对闭环控制系统的一些理解

    千次阅读 2019-04-17 21:48:21
    由上篇博客的分析控制系统中"带宽"的理解,我们知道,只要系统的截止频率足够高,就会有足够多频率的分量通过,输出就能很好的跟随输入。然而,不幸的是,有很多系统,其截止频率没有足够高,那怎么办呢?举个例子:...
  • 带宽约束及高斯白噪声影响下的网络控制系统的最优跟踪性能,陈超洋,池明,本文针对线性时不变网络控制系统的随机信号跟踪性能极限问题进行了研究。对上行通道和下行通道都存在通信带宽约束及高斯白噪声影
  • 控制系统伯德图 伯德图可分为幅值图和相位图,它们都是以频率为横坐标的,说明系统的幅值和相位由输入信号的幅值和相位决定。在任一w1频率下,系统幅值a大于0。换句话说就是当输入信号频率为w1时,系统对输入信号的...
  • 星间激光通信中,由粗跟踪系统和精跟踪系统组成的复合轴系统完成了系统的大范围、高精度跟踪任务。对复合轴系统进行了基于Z变换的数字模拟以研究...以上结果为星间激光通信中的复合轴系统控制系统设计提供了重要依据。
  • 传统SoC总线架构已不能满足新的联网嵌入式设计对高带宽数据流进行实时控制的需求,NetSilicon开发的可编程总线带宽控制系统可以使多个资源同时访问总线,使其既满足应用要求又不会影响其他重要操作的性能。...
  • 分析永磁交流数字控制系统中电流采样和PWM占空比更新不同方式下的延时,理论推 导给出了电流环带宽受延时的影响以及二者之间的定量关系,提出在一个载波周期内双次电流采样 双次PWM 占空比更新(DSDU)策略,在开关...
  • 针对比特误码率(BER)随振动幅值增加而上升的问题提出了用带宽自适应方法控制BER的解决方案。用MATLAB 6.5计算得到了自适应和标准条件下BER与卫星振动的关系曲线,以及自适应条件下带宽与卫星振动的关系曲线。计算...
  • 网络游戏-以太网无源光网络系统中双向带宽控制的方法.zip
  • 传统3G视频传输系统通过针对视频内容编码、打包以及传输控制等方面进行优化,来提高视频传输的质量,但是带宽不足的问题一直没有得到有效的解决。该文利用现有的策略路由、虚拟隧道和多网卡绑定三种成熟的网络技术,...
  • 如视频、图像处理等领域,并且对数据传输通道的带宽也提出了较大的需求,这就导致了FPGA和外部Memory接口的实际有效带宽成为了制约系统性能的瓶颈,所以Memoiy控制器的效能,则成为提升系统性能的关键要素。...
  • 一种高带宽的电流控制方法,王明义,杨瑞,针对高性能电机系统的极限性能需求,电机电流环需要具有高带宽等特点。本文通过研究一种高性能预测电流控制方法,与PI控制器相比�
  • 传统的基于带宽请求的固定资源预留链路接入控制算法(BRLAC)不能适应网络状态和业务需求的变化,针对该类算法接入成功率和系统带宽利用率不高的问题,基于概率分析了系统预留带宽的大小,并提出一种动态带宽资源...
  • 针对虚拟化网络中存在的带宽分配问题,提出了一种基于二级控制系统的自适应带宽分配算法。该控制系统由包含VN子控制器的一组SP控制器和InP控制器构成。首先把每个VN在每个控制间隔的特性用一个线性模型来局部...
  • 系统带宽的含义

    万次阅读 多人点赞 2019-07-30 00:04:51
    对伺服系统来说,带宽就是伺服系统能响应的最大正弦波频率。用专业一些的语言描述,就是幅频响应衰减到-3dB时的频率(-3dB带宽),或者相频响应滞后90度时的频率。 这是个很抽象的概念,为了清楚说明这个概念,下面...
  • 今天,实现线速 TCP/IP 性能仍旧是一项重大设计挑战。在本文中,我们将讨论限制 TCP/IP 性能的... 系统架构 存储器带宽对高性能网络连接应用来说是一个重要考虑事项。通常,外部 DDR 存储器为处理器和一个或多个高带宽
  • 提出了一种适用于无线/移动网络的呼叫准入控制方案,该方案包括了动态带宽预留与带宽降级算法(BDA)2个部分。根据切换呼叫的准入结果实时地调整切换呼叫预留带宽,在限制切换中断率(HDP)的同时,尽可能降低呼叫...
  • 摘要:本文针对传统锁相环所存在的锁相范围窄、环路带宽控制参数固定、以及提高锁相速度与减小稳态误差相互制约等问题,提出了一种新型带宽自适应全数字锁相环的设计方案。该设计方案中的系统采用比例积分控制与...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 190,242
精华内容 76,096
关键字:

控制系统带宽

友情链接: C-code.rar