对增益、相位裕度的个人理解
对于标称的反馈系统(如下所示),系统是稳定的。
闭环系统传递函数为,但是实际系统中,会有干扰,是的实际的闭环系统如下所示。
此时闭环系统传递函数,那么如何衡量干扰项
、
对系统稳定性指标造成的影响呢?我们用增益裕度、相位裕度来衡量这两个干扰对系统稳定性的影响。
的分母为
,对于连续系统,若反馈系统稳定,那么
的全部零点都应出现在s左平面。找到一个临界稳定点,也就是
的零点出现在s平面虚轴上的情况。此时有
。
增益裕度
引入增益项干扰的反馈系统,由稳定变成不稳定的过程中,K的变化范围就是增益裕度。因此消除延迟项的影响,令
,此时求
,解得临界稳定时
与
的关系。由
可以推出
。也就是说增益裕度就是当
时,
。
相位裕度
引入延迟项干扰的反馈系统,由稳定变成不稳定的过程中,的变化范围就是相位裕度。因此消除增益项
的影响,令
,此时求
,解得临界稳定时
与
的关系。由
可以推出
。也就是说增益裕度就是当
时,
。