伯德圖英文解釋翻譯、伯德圖的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 bode diagram
分詞翻譯:
德的英語翻譯:
heart; mind; morals; virtue
圖的英語翻譯:
chart; drawing; fig.; map; plot; picture; intention; attempt; plan
【計】 diagram; graphtyper
【化】 diagram
【醫】 chart; column diagram; diagram; graph; map; picture; schema; scheme
sheet
專業解析
伯德圖(Bode plot)是控制系統和電子工程領域用于分析線性時不變系統頻率響應特性的圖形化工具。其英文名稱源自美國工程師亨德裡克·韋德·伯德(Hendrik Wade Bode),他在20世紀30年代提出了這一方法。
定義與結構
伯德圖由兩張半對數坐标圖組成:
- 幅頻特性圖:縱軸為增益(單位分貝dB),橫軸為對數頻率(單位Hz),描述系統對不同頻率信號的放大/衰減程度
- 相頻特性圖:縱軸為相位角(單位度°),橫軸同樣采用對數頻率,反映輸入輸出信號間的相位差變化規律。
核心應用領域
- 自動控制系統穩定性分析
- 濾波器電路設計驗證
- 電力電子設備阻抗匹配
- 機械振動系統諧振點檢測
數學表達基礎
系統傳遞函數$H(s)$在頻域中表示為:
$$
H(jomega) = |H(jomega)|e^{jphi(omega)}
$$
其中$omega$為角頻率,幅值響應$20log_{10}|H(jomega)|$構成幅頻曲線,相位角$phi(omega)$構成相頻曲線。
工程價值優勢
- 簡化高階系統分析:通過疊加子系統特性實現整體分析
- 直觀穩定性判據:利用增益/相位裕度快速判斷系統魯棒性
- 實測數據拟合:支持通過實驗測量數據繪制近似曲線
權威參考資料
- 《IEEE控制系統基礎教程》(IEEE Control Systems Society)
- MIT開放式課程《信號與系統》(OCW 6.003)
- 國家标準化組織《GB/T 2900.33-2004 電工術語 電力電子技術》
網絡擴展解釋
伯德圖(Bode Plot)是一種用于分析線性時不變系統(LTI系統)頻率響應的圖形工具,廣泛應用于控制工程、電子電路設計等領域。以下是其核心要點:
1. 定義與組成
伯德圖由幅頻特性圖和相頻特性圖兩部分組成:
- 幅頻特性圖:縱軸為增益(以分貝dB表示),橫軸為頻率(對數刻度),反映系統對不同頻率信號的放大或衰減能力。計算公式為:
$$
L(omega) = 20 lg |G(jomega)| quad text{(dB)}
$$
- 相頻特性圖:縱軸為相位差(以度為單位),橫軸同樣為對數頻率,展示系統輸出信號相對于輸入的相位偏移。
2. 關鍵參數與意義
通過伯德圖可獲取系統的穩定性指标:
- 增益裕度(GM):相位為-180°時對應的增益與0dB的差值,差值越大系統越穩定。
- 相位裕度(PM):增益為0dB時對應的相位與-180°的差值,差值越大穩定性越高。
- 截止頻率:增益曲線與0dB(開環)或-3dB(閉環)的交點頻率,反映系統響應速度。
3. 應用場景
- 控制系統設計:評估閉環系統的穩定性,優化控制器參數(如PID調節)。
- 電路分析:分析濾波器、放大器等電路的頻率響應特性。
- 開關電源設計:驗證反饋回路的抗幹擾能力。
4. 繪制特點
- 對數坐标簡化運算:幅頻特性通過分貝轉換後,複雜傳遞函數可分解為典型環節(如積分、慣性環節)的疊加,便于手工繪制。
- 頻率覆蓋範圍廣:對數橫軸能同時展示低頻、中頻和高頻特性。
5. 數學基礎
對于傳遞函數$G(s)$,其頻率響應$G(jomega)$的幅值和相位分别為:
$$
|G(jomega)| = sqrt{text{實部} + text{虛部}}, quad phi(omega) = arctanleft(frac{text{虛部}}{text{實部}}right)
$$
伯德圖通過分貝和相位角直觀展示這些值隨頻率的變化。
如需進一步了解典型環節(如積分、微分環節)的伯德圖特征,可參考控制理論教材或專業文獻。
分類
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