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Bode Plots by Hand 徒手绘制波特图

Bode Plots by Hand



首先要搞定啥是波特图
Introduction to bode plot
一步步进阶,搞定波特图~





当传递函数是常数的时候,也就是delta函数(脉冲)的laplace变换的结果









不难看出,K落在实轴上,如果K>0 那么增益就是K,相角是0。假设增益是3的波特图如下相对应于9.54* 分贝






在原点处的零点极点情况






极点为0的传递函数是1/s  对于频率变化,把s = jw可以得到增益是1/w 相移是-90°







对正弦函数积分得到余弦函数。此时,余弦是滞后正向90°的增益变为原来的1/w







印证的很好





增益是1/w ,于是当w = 100的时候 gain就是0.01对应的分贝是-40 dB,其他的以此类推


对于在原点处极点或者比例放大的叠加如下:


由于log预算的性质,对连续相乘的因子做log运算等价于分别对这些因子做log运算之后想加
如上图中的response of 3 + response of 1/s + response of 1/s

对于在原点处的零点,如图中绿线




对于在实轴上的极点和零点











那个3D图纵轴应该是传递函数的值,极点的存在使得传递函数趋向于无穷大









对于有单个实极点的传递函数形如:1(1+(s/W0)), W0是截至频率




把该传递函数变形一下,就可以使得实部和虚部分离开








上面得到增益表达式和相角表达式








实零点和极点的波特图对比













对于含虚数部分的极点零点的波特图

含虚数部分极点(零点)都是成对出现的
形如1/(s+1)之类的一阶系统是不会有虚根极点零点的,只有二阶及其以上的系统才会有










阻尼的定义:b/(2*根号下(ac))
阻尼小于1,实质上是说明了会有虚数部分产生,必然有震荡
阻尼大于1,则不会有虚根,会指数衰减,不会震荡











对于二阶系统传递函数频率分析时的数学变换,分离出实部和虚部












由于

这个theta 阻尼是小于1的,于是log10(2*theta)得到的是负数,乘以-20,得到正数,即,此时,增益为正,所以在W0附近会有“突起”













OK。手绘bode plot 的要点就这些了










莫奈的《日出 . 印象》