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伯德图反推传递函数

在研究环路控制时难免需要构建小信号模型,一些常见的硬开关拓扑模型相对容易构建(大部分模型已有),而一些软开关拓扑比如LLC电路模型就不太容易构建(目前多采用扩展描述函数法建模)。并且不是所有人都具备推导小信号模型的能力,如果遇到未知拓扑或是其它应用领域(比如温控、机械运动等)就更难下手了。

无论所研究对象是电压、压力、温度还是速度等一般都可以通过仿真或者网络分析仪得到bode图,如果能够利用此bode图反推出传递函数也不失是一种快速构建小信号模型的方法。

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lulu1994
LV.6
2
2021-06-10 14:51

不太懂

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2021-06-10 16:09

网上搜到一些资料多是采用渐近线的方法,将-20dB/dec定义为-1(dec为十倍频)将40dB/dec定义为2,先根据bode图绘制渐近线然后推出零、极点及传递函数。

实际操作一下这种方法并不是很方便,而且相频曲线也没有利用上所以应该有更好的方法。

0
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2021-06-10 17:10

  20dB/dec、40dB/dec反映的是曲线在bode中的斜率(log坐标系),那如果对bode图进行求导操作零、极点的特性应该会更明显,验证如下:

                                     图1-1 bode图及求导结果

上图原始传递函数包含两个极点fp1=fp2=2kHz,一个零点fz1=20kHz。观察右侧幅频求导图,因为零点fz1的作用双极点斜率未达到-2,高频处经过两个极点一个零点后斜率又变回了-1。观察右侧相频求导图,极点、零点都在相频求导图的极值附近。经过求导操作后似乎很容易找出零、极点的大致位置。

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Lz
LV.1
5
2021-06-28 12:52

matlab可以

0
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iszjt
LV.5
6
2021-08-05 11:03

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2021-08-05 14:36
@Lz
matlab可以

matlab拟合求解是一种办法。

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2021-08-05 14:37
@iszjt
[图片][图片]

渐近线法感觉不是很方便……

0
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2021-08-05 15:30

  利用多变量拟合曲线求解的方法也可以反推出解零、极点从而得出bode图函数。下面用多变量曲线拟合软件1stOp举例说明求解过程(matlab更便捷)。

第一步,假设一个“未知”的bode图

                              图2-1  给定的bode相频图(假设参数未知)

第二步,给出一个预期的零、极点表达式并从相频图中任取5个数据点导入数据区。

                              图2-2 预期表达式及数据导入

上图中可以将采样得到的bode图数据直接导入到数据区,第二步的不足之处是预期的表达式要准确否则偏差大。

第三步,利用1stOp软件自动求出零、极点。

                                      图2-3 零、极点求解结果

图2-3可以看到软件计算出来的零、极点跟第一步预设的零、极点基本一致。

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