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표준 형식으로 제시된 전달 함수는 요소의 상수 이득, 원점의 영점 및 극점, 단순 영점 및 극점, 2차 극점 및 영점을 통합합니다. 전달 함수는 H(Ω)로 쓸 수 있습니다.
종종 표준 형식으로 표현되는 전달 함수 H(Ω)는 전달 함수의 다항식 계수를 정규화하여 파생됩니…
표준 형식으로 표현된 시스템의 전달 함수를 고려하십시오.
전달 함수는 상수 이득, 원점에서의 0과 극점, 단순 극점, 단순 극점, 2차 극점, 2차 0을 갖습니다.
개별 요인에 대한 보드 플롯은 개별적으로 플롯되고 그래픽으로 결합됩니다.
양의 상수 이득 항의 경우 크기 이득은 일정하고 위상각은 0이며 주파수에 독립적입니다.
음의 상수 이득 항의 경우 크기 이득은 동일하게 유지되고 위상각은 ±180°입니다.
원점에서 0을 갖는 전달 함수의 경우, 크기 플롯은 20dB/decade의 양의 기울기를 갖는 직선을 나타냅니다. 위상 플롯은 90°의 일정한 위상각을 나타냅니다.
원점에 있는 극의 경우 크기 플롯의 기울기는 -20dB/decade이고 위상 변이는 -90°입니다.
원점에 둘 이상의 극점 또는 0이 있는 경우, 크기 플롯 및 위상 변이의 기울기에 원점에 존재하는 극점 또는 0의 수를 곱합니다.
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Q1: What does a transfer function in standard form include?
A transfer function in standard form integrates constant gain, zeros and poles at the origin, simple zeros and poles, and quadratic poles and zeros. These elements define how a system responds across different frequencies. The transfer function is derived by normalizing polynomial coefficients and expressed as H(ω) to characterize system behavior.
Q2: How does constant gain affect magnitude and phase in Bode plots?
For positive constant gain K, the magnitude is expressed as 20 log₁₀K in decibels with a phase angle of 0°, both constant across frequency. For negative K, magnitude remains unchanged but phase becomes ±180°. When K equals 1, magnitude becomes zero decibels with zero phase angle.
Q3: What is the slope of the magnitude plot for a zero at the origin?
A zero at the origin produces a magnitude plot with a positive slope of 20 dB/decade and a constant phase angle of 90°. The magnitude increases linearly with frequency on a logarithmic scale. This contrasts with poles at the origin, which produce negative slopes and phase shifts.
Q4: How do multiple poles or zeros at the origin affect Bode plot slopes?
When multiple poles or zeros exist at the origin, the magnitude plot slope and phase shift are multiplied by the number present. For example, two poles at the origin produce a slope of -40 dB/decade and phase shift of -180°. This scaling relationship applies generally as (jω)ᴺ, where N is the integer count.
Q5: What role do poles and zeros play in transfer function behavior?
Poles and zeros are critical frequencies where the magnitude and phase of the system's output experience significant changes. They determine how the system responds at different frequencies. Understanding their locations and multiplicities is essential for predicting system stability and frequency response characteristics.
Q6: How are individual Bode plot factors combined graphically?
Bode plots for individual factors—constant gain, zeros, poles, and quadratic terms—are plotted separately then combined graphically. Each factor contributes its magnitude and phase response independently. The total system response is obtained by superimposing these individual contributions across the frequency range.
Q7: Why is the decibel scale used for magnitude in Bode plots?
The decibel scale, expressed as 20 log₁₀K, compresses the wide range of magnitude values into a manageable linear representation. This logarithmic scaling makes it easier to visualize system behavior across multiple decades of frequency. It also simplifies the graphical combination of individual transfer function factors.