Bode grafiklerine bakmanın bazı fikirleri nelerdir?


15

Bunu okulda inceledikten sonra, Bode grafiğinin tüm konsepti, üzerinde ne kadar vurgu yapıldığı, bu aracın işyerinde ne sıklıkla kullanıldığına dair söylentiler gibi görünüyor. aslında teklif gibi görünüyor. Bode grafiğinin analitik olarak nasıl çizileceğine çok fazla ado yerleştirilir, ancak yorumu hakkında çok az şey söylenir. Bu şeyin gerçek hayatla nasıl bir ilişkisi var?

Çoğu Bode grafikleri şöyle görünür: resim açıklamasını buraya girin

Dürüst olmak gerekirse ben bu arsa en az etkilendim değildir söylemek zorundayım. Bode grafiğinin bana söylediği tek şey, frekans yükseldikçe, 1 Hz frekansında, sistem yanıtında bir zirve olması, daha sonra düşmesi (sürpriz sürpriz). Faz biraz daha esrarengiz, bana sinyalin frekans yükseldikçe daha büyük bir gecikme yaşadığını söylüyor.

Deneyimli bir mühendisin bu Bode çizimlerine bakarak görebileceği bazı sonuçlar nelerdir. Bu bağlantı noktalarının faydalarını görmemi engelleyen açık olmayan şeyler var mı?

Bode arsa ile çok fazla gerçek yaşam mühendisliği çalışması yapmadığım için, birisi bana gerçekten daha ilginç bilgiler sağlayan gerçek bir sistemin bode arsa örneğini gösterebilir mi?


Okulda öğrendiklerinizin yararlılığı sorusuna genel bir cevap olarak. Haklı olabilirsiniz, Bode parsellerini asla iş yerinde kullanmazsınız. Bunun için özellikle op-amp tasarımı gibi daha sonra size bir şeyler öğretecekler ve bir Bode grafiğinin ne olduğunu ve şu anda bu kadar çok bulduğunuzun sonuçlarını bilmeniz gerekecek. Genel olarak, bir mühendislik derecesi günlük işiniz hakkında size çok fazla şey öğretmeyecektir. Nasıl öğreneceğinizi öğrenmek için oradasınız .
Samuel

4
Bode arsa eğlence değeri ve wow faktörü için yapılmış şüpheliyim. Ancak bode grafiğini anlamak kolaydır ve DC kazancı, bant genişliği ve bant genişliği hakkında bilgi verebilir. Q faktörünü grafiksel olarak ölçebilirsiniz. Çoğu zaman kaç tane sıfır ve kutup olduğunu ve nerede olduklarını görebilirsiniz, ancak birbirlerini maskeleyebildikleri için kesin değildir. Bode grafiği, kararlılık analizi için mükemmel değildir, ancak faz marjını ve kazanç marjını bulabilirsiniz.
HKOB

Bode grafiğini anlamak, filtreleri tasarlamak için araçlar kullanmak için çok önemli olabilir.
Scott Seidman

Yanıtlar:


7

Bode'nin Bode Stabilite grafikleri ile önerdiği ana yeniliklerden biri, arsa asimptotlarının kararlı sistemler için nasıl davrandığıydı. Bu kuralların bilinmesi, sadece asimptotları manipüle ederek telafiye izin verir. Kutup yerleştirme gibi matematiksel tekniklerden çok daha basit.

Bazı ana olanlar akla geliyor (ancak kapsamlı bir liste değil):

  1. Büyüklük Faz = 180 derece'den daha düşük bir frekansta> 0dB'den <0dB'ye geçtiğinde, sistem kararlıdır.

  2. Bu geçiş sıklığında Faz Marjınız, değiştirilmemiş gecikmeye karşı "sigorta poliçeniz" dir. Sisteminiz için kararsızlık sadece 20 derecedir.

  3. Düşen büyüklük ve yükselen faz, minimum olmayan bir faz sistemi (RHP sıfırları) anlamına gelir.

  4. Geçişte 1 eğim (-20dB / dec) sabittir ve -90 dereceye eşdeğerdir. (Aslında büyüklük, Bode Teoreminin fazının ayrılmaz bir parçasıdır).

  5. 2 eğime (büyüklüğe) düşen 2. dereceden bir sistem, geçidin yakınındaki 1 eğimden geçilerek yeterli şekilde telafi edilebilir.


Nokta (1) 'e yorum yapın: .... sistem kararlı. Sorum: Hangi sistem? Bu kararlılık ölçütünün yalnızca LOOP GAIN sistemleriyle ilgili olduğunu belirtmeyi unuttunuz! Her tür sistem için bir BODE grafiği oluşturabilirsiniz - ancak bir kararlılık kontrolü için kullanılıyorsa döngü kazancını (büyüklük ve faz) göstermelidir.
LvW

8

Bode grafiği daha büyük resmin temsilidir. Bu büyük resim kutup sıfır diyagramıdır: -

resim açıklamasını buraya girin

İlk üç görüntü (tüm bode grafikleri) size 2. dereceden bir düşük geçiş filtresi için farklı örnekler verir. Sol alt resim size daha büyük resmi gösterir - bode grafiğini kutup sıfır diyagramı ile birleştirir, yani 3D'dir. Sağ alttaki 3D görüntünün yukarıdan bakışıdır - bu bahsettiğim kutup sıfır diyagramıdır ve bu bir sistem veya filtre için tüm matematiksel bilgileri içerir.

Bode grafiği, kutup sıfır diyagramının basitleştirilmesidir, ancak en önemlisi, bir filtrenin (veya sistemin) genlik ve frekans (jw) cinsinden yanıtını doğrudan gösterir.

Bu kavramlardan bazıları şu anda çok zorsa, bu anlaşılabilir.


1
Bode kutup sıfır grafiği ile birlikte daha önce hiç görmediğim bir şey
Carlos - Mongoose - Tehlike

5

Bode grafiğinizden (veya 'frekans yanıtı' muhtemelen daha açıklayıcı bir terimdir), sadece cursory teftişiyle şu şekilde görülebilir: sistem 2. derecedir (yüksek frekans kaybı 40dB / on yıl olduğu için); az hasarlı (bir rezonans tepe noktasına sahip olduğu için); muhtemelen 1rad / sn doğal frekansa sahiptir (rezonans piki 1 rad / sn'den biraz daha düşük olduğu için); DC kazancı yaklaşık 6dB'dir (yaklaşık 2 'düz' kazanca eşdeğer); rezonans pik değeri DC seviyesinin yaklaşık 7 veya 8dB üzerindedir, dolayısıyla sönümleme katsayısı 0,1 ile 0,2 arasında, örneğin 0,15'tir, bu nedenle sistem hafifçe sönümlenir; ve bant genişliği yaklaşık 1.2rad / sn'dir.

Dolayısıyla, kapalı transfer fonksiyonunun bir tahmini:

G,(s)=2s2+0.3s+1

Bu transfer fonksiyonundan dürtü, adım, rampa gibi frekans yanıtıyla birlikte sistemin gerçek dünyadaki performansı hakkında çok fazla fikir veren herhangi bir deterministik giriş sinyaline zaman alanı cevabını belirleyebilirsiniz.


Ayrıca yüksek frekansta 180 derece faz lag iki kutbu alabilir ve en iptal edilmemiş sıfırları de şekil hiçbir sıfırları olduğuna veya (hiçbir şey 20 dB şev her yerde '/ on ekler gibi)
Scott Seidman
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.