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相位裕量

相位裕量(Phase Margin,簡稱PM)是評估控制系統穩定性和魯棒性的重要指標。其定義如下:

定義。相位裕量是指在控制系統的開環增益為0dB(即單位增益)時,系統的相位與-180°的差值。具體來說,它是系統在增益為1且相位為-180°時的相位差。

物理意義。相位裕量表示系統在單位增益時,相位還有多少餘地可以變化,而不會導致系統不穩定。一般來說,相位裕量越大,系統的穩定性越高,越能抵抗外界的干擾和參數的變化。

計算方法。相位裕度的計算方法有多種,常用的方法包括根據系統的傳遞函式計算相位裕度和根據系統的波特圖計算相位裕度。

影響因素。影響相位裕量的因素包括閉環迴路的噪聲增益和負載情況。例如,純阻性負載對相位裕量沒有影響,而感性負載和容性負載分別對相位裕量有改善和降低作用。

綜上所述,相位裕量是控制系統設計中一個關鍵參數,它幫助確保系統的穩定性和性能。